地下管网稳定的运行状态保证了城市基础资源的流通和人民的正常生活,对地下管网的建设现状和管理运行状态及时了解和把控尤为重要。由于地下管网的分布范围大且埋于地下,使得管网的探查和维护不是那么地便捷,传统的二维管网管理无法表达管网之间错综复杂的空间关系。而随着三维GIS逐渐成为GIS领域的发展方向之一,人们发现它比二维GIS更能够体现空间对象的几何特征和分布特征,能够将复杂的地理空间对象以简单明了的方式呈现给用户。将三维GIS应用于管网管理中,可以很好地解决地下管网难以探查、无法进行空间分析等问题,大大提高管网管理系统的直观性和可操作性,地下管网三维建模也逐渐成为管网管理研究中的热点问题。目前多数管网三维模型构建方案中存在模型不精细、语义不完整、缺乏空间分析能力以及无法动态更新等问题,难以真正助力管网信息的统一和管理。针对现存问题,本文具体研究了以下几方面内容:(1)对管网的几何特征进行总结归纳,结合管网实际管理当中的需求和存在的困难,建立了管网的几何数据模型和语义数据模型,将管网的外观、几何特征和语义信息整合入管网三维建模当中;(2)对管网中杂乱无章的基础数据和信息根据表现层次和拓扑约束重新组织,并提出根据管件接口分类计算管件旋转角度及其他可视化参数,为管点和管线的快速匹配奠定基础,并采用SuperMap SDX+空间数据引擎存储管网基础数据,从数据储存层面实现二三维一体化;(3)综合比较基于面的数据结构和基于体的数据结构各自的优缺点,本文以结构实体几何法(CSG)与边界表示法(B-Rep)混合数据结构作为地下管网三维模型的构模基础,对管点和管线分别以不同的数据结构实现建模,使成品模型在管网管理系统中能够满足飞行浏览、查询、统计等要求;建立管网模型库,以减少日后管网建模的时间成本;(4)对地下管网对应的地上层进行三维可视化,使得地下管网与地面层构成一个完整的三维场景,更有利于管网的定位和识别,并对整体场景进行了模型缓存和场景优化一系列操作,加快了三维场景载入的速度。最后将管网模型应用在管网管理系统中,实现了各类查询、爆管分析、净距量算等操作,证明了研究中的管网三维模型成品确实能满足管网管理中的精准表达、动态更新以及综合分析的需求。