地下工程是对地下空间的开发和利用,其过程涉及到大量的工程资料和地质资料等的管理和查询操作。当前,随着计算机图形学、科学计算可视化技术的发展,为三维工程信息查询系统的研发创造了条件。相比传统的信息管理与查询方式,依靠三维模型的信息管理与查询更具直观性和灵活性,且便于研究者从多角度观察,有利于发现依赖于二维图形难以获得的信息。论文针对现有的GIS软件在三维平台上模型的真实感不强和三维可视化软件中缺乏GIS功能的缺点,提出一种新的方法来构建三维GIS系统:采用三维建模软件创建三维模型,然后将其转换为GIS中能识别的数据格式,以此数据为基础调用GIS软件的功能模块开发三维GIS系统。具体实现方法为:通过利用GOCAD构建三维地层模型;AutoCAD与3ds MAX相结合构建构建管片、隧道等工程部件模型;模型文件的生成方式根据模型是否为整体查询进行区分确立;最后采用ArcEngine平台调用ArcObjects开发包开发三维GIS系统。本文的主要完成任务为:介绍工程概况,分析系统的总体需求和研究意义,并总结国内外相关的研究现状;介绍了系统相关知识、开发方式、主要功能和实现和系统数据库总体设计;在对三维地层空间数据模型的研究方法进行了分类归纳、分析比较的基础上,讨论了如何对不同对象选择合适的构建方法,结合三维地层查询模块的需求设计了三维地层查询模块的主要功能并加以实现;从分析不同格式的三维模型入手,确立本论文采用的三维部件模型的构建方法和工程文件的生成方法,结合三维工程部件模型查询模块的工程需求设计了模块的主要功能,并展示了模型工程文件的创建的效果;介绍了实验系统的主要界面和主要功能及演示;最后对主要结论进行总结,给出创新点,并指出了下一步研究的问题和方向。本文取得的结果:针对地下工程施工及三维地理信息系统的特点,围绕着信息化施工的需要,较全面、系统地总结了地下工程中的数据需求、建模方法等,最后开发了南京长江隧道三维工程信息查询系统。本论文的创新之处在于:提出一种普遍适合于层状地质体的三维地层模型构模方法;设计了一个既可展示二维地图,又可展示三维模型的可变视图查询系统,冲破了单一视图方式的局限,将两者的优点进行结合;采用了三维建模软件与GIS专业软件相结合的方式创建三维GIS系统,解决了以往三维场景中的三维模型只能显示,不能查询的问题,实现了数据的查询与编辑。