我国的主要能源资源是煤炭资源,煤炭为我国发展做出重大的贡献,但是同时也造成了许多问题。煤炭资源在开采的过程中,如果不合理的开采极易造成地表的变形,引起房屋损坏,甚至可能危及群众的生命安全。例如安徽省淮南矿区因为不合理的开采导致的地表塌陷成湖,房屋产生裂痕。合理的开采煤炭资源,避免地表沉降的主要方法是留设煤柱,通过在主要开采区域的主要建筑物、水体、铁路下留设保护煤柱,是我国避免因不合理的开采导致的地表塌陷的主要措施。《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中详细介绍了煤柱留设的三种方法,即垂线法,垂直断面法和数字标高投影法,详细介绍了煤柱留设的原理和主要参数。我国煤柱留设主要靠人工进行计算,耗费大量的人力物力,不能够满足时代的要求,不能实现操作的自动化。因此运用计算机技术,设计开发自动化程度高的煤柱留设系统就特为重要。文本主要是依据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中煤柱留设的方法中,选取垂线法设计保护煤柱,应用C#语言在ArcEngine平台上进行系统的设计和开发,实现保护煤柱留设的自动化和三维可视化。本文主要介绍了系统软件的理论基础,垂线法设计保护煤柱的原理、主要的数据类型、ArcEngine平台和GIS、系统的设计过程等。通过对垂线法的原理进行分析,论证了实现煤柱保护自动化和可视化的理论基础。本文用到了DEM数据,通过对比分析不规格三角网和规则格网,选取合适的数据类型。通过对ArcEngine平台和GIS的介绍和分析,找到实现煤柱留设系统自动化和三维可视化的技术基础。通过系统的设计过程确定系统的要求和要实现的目标,并详细阐述系统的原理、开发的过程、开发的要求。整个过程中数据的准备和系统的开发是重点,在确定系统的开发过程中确保系统对各种数据的读取和处理功能。通过系统的开发,实现保护煤柱留设的自动化和三维可视化,并能够输出压煤范围和数量。