随着城市建设的发展和城市基础设施的不断更新,城市地表空间利用率越来越高,对城市地下空间的开发和利用日臻受到重视,城市建设发展至今,地下管线犹如人体的神经网络是城市基础设施中最重要的部分。但是,城市管线在节省地表空间的同时,其隐蔽埋设方式也造成了不通视,为管线的调查和维护带来了不便;加之各类管线的权属部门不同,安设时间各异,管线数据资料的存储和管理不完善,更对地下管线的管理和维护造成混乱。故,城市地下管线的普查及有效管理和利用显得至关重要。如今计算机技术发展日新月异,GIS技术在城市管理方面的应用在不断进步,以城市地下管线与GIS技术的结合方式管理城市地下管线的工作目前取得了不错的成绩。而以二维平面方式管理地下管线不易突出地下管线在空间中的垂直分布状况,因此,三维GIS技术在城市地下管线管理中的应用也成为了当前的研究热点之一。本文在总结了前人对三维管线研究的理论基础上,进行深入的探讨,提出建立城市地下管线三维展示系统的技术路线与方法,在研究三维管线模型建模和分析的同时,建立城市地下管线三维展示系统,作为数字城市和智慧城市的重要部分,为智慧城市管理提供方法。本文以ArcGIS Engine作为开发组件,C#语言作为开发语言,在三维管线建模的基础上,对城市地下管线三维展示系统进行了设计与开发,在对地下管线三维建模的同时,也考虑到地下管线的二、三维联动的问题。本文首先介绍了本文的选题背景及研究意义,国内外对管线管理做出的成就,三维GIS技术的国内外研究现状,指出当前管线管理模式可能存在的问题;对当前国内外主流的三维GIS平台做了简介,详细介绍了系统开发所使用的组件ArcGIS Engine及其家族产品;对城市地下管线三维展示系统进行需求分析,分析系统建立后所需具备的功能,随后在比对国家制定的地下管线相关的法律法规的基础上,对系统进行总体设计、数据库及功能设计;对三维管线的建模方式进行了分析,根据管线的特点,提出高效快捷的三维地下管线模型的建模方式,对三维管线、管点的建模进行分别介绍,并对三维管线模型的缓冲区算法进行了研究;介绍了城市地下管线三维展示系统的建立过程,并以模块化的方式,对系统的功能进行了介绍,对系统的主要功能如浏览、查询、统计、量算、净距分析、连通分析、爆管分析、断面分析等进行了详细描述;最后对文章的研究成果和意义进行了总结,对未来城市地下管线的发展目标和方向进行了展望。