当前,GIS 的应用及研究主要集中于二维空间信息的表示,此方面的技术及理论研究都已比较成熟。但现实世界中有许多数据源,如城市建筑物、电厂地下管网等迫切需要在GIS 系统中用三维可视化表示。三维地理信息系统中虚拟现实技术是一种复杂的技术,主要强调人在虚拟实境中交互操作和沉浸感。虚拟现实技术与GIS 的结合将其应用推上了一个新台阶,GIS 用户在客观世界的虚拟环境中将能更有效地管理、分析空间实体数据。电力的生产在国民经济和社会生活中占据重要地位,开展火电厂三维地理信息系统(本文中简称PLGIS)设计研究,采用先进的计算机开发手段,为电厂建立一个三维可视的地理信息系统,将能够为电厂的管理、基建、维修、扩建和决策等提供服务,是提高电厂管理效益、适应电厂体制改革、降低发电成本的有效途径。因此,开发电厂3D GIS 必将成为电厂管理的一大趋势。本研究选用可视化开发语言(IDL)从底层进行开发,该语言具有可视性、交互性、易使用、面向对象等特点,便于在短期内快速构造软件原型。本研究构建的系统可跨平台运行,不仅能针对已有数据和用户需求设计功能模块,而且具有强大的可移植性和拓展性,模块化的开发方式不仅使程序结构清晰,而且为系统的进一步完善提供接口,在短期完成基本功能实现的同时,兼顾长期的系统升级和功能完善。本研究开发的PLGIS 平台软件,建立了禹州电厂3D GIS,系统具有三维模型的建立、属性的查询、纹理的粘贴、空间实体的漫游旋转、飞行模拟等功能,取得满意效果。本文对整个设计与实现过程涉及的基本概念、3D GIS 理论及技术进行了探讨,分析了不同开发语言的3D-GIS实现过程,详述基于IDL的3D GIS软件设计及实现,最后详细介绍了禹州电厂3D GIS 系统的主要功能。本文对电厂3D GIS 开发中出现的诸多关键问题总结并提出了解决的技术路线和方法,如电厂GIS 研制的数据准备、电厂海量数据的分区管理、电厂地下管线属性数据的获取与分类、快速构建电厂地面三维模型的方法、多媒体属性的管理等等,以上技术难题的成功解决,为三维地理信息系统在大型电厂或其他工业企业的实现和工程应用,都具有重大的现实意义。本文基于可视化工具研制开发电厂3D GIS,综合集成了虚拟现实、可视化和GIS 技术,实现多种空间信息的可视化分析处理,在国内率先将3D GIS 技术成功地应用于火力发电厂,开创了电厂运行管理的新手段,在国内电厂应用领域具有先进性和创新性。