为了保护世界文化遗产和自然遗产,1972年11月16日,联合国教科文组织第十七次大会上正式通过了《保护世界文化和自然遗产公约》。并与1976年11月成立了世界遗产委员会,建立了《世界遗产名录》。1985年12月12日中华人民共和国加入了《保护世界文化和自然遗产公约》,并与1999年10月29日当选为世界遗产委员会成员。直到现在,中国已有3处自然文化遗址和自然景观被列入《世界遗产名录》,其中包括27项文化遗产,9项自然遗产,4项文化景观,1项自然景观,4项文化和自然双重遗产。截至2011年,《世界遗产名录》总数为936处,遍布世界各国。人类改造自然、地区文化差异、场景环境和生物圈多样性共同决定着自然与文化遗产监测、灾害预警及保护研究的复杂性,因此亟需综合利用遥感技术和地学信息,在学科交叉中寻找突破口,完成全球变化、灾害评估等对地观测前沿技术的研究。虚拟地理环境是新一代地理信息系统,它通过对多源异构数据的管理和模型创建,可实现实验区域真实的三维场景的再现、地学过程模拟和评估,进而提供具备专家决策的自然与文化遗产数字模型。文化遗产资源的数字化是指利用数字化技术（如摄影、扫描等）对文化遗产资源进行数字化记录,通过模拟、制作和重建使文化遗产资源的内容复原与重现,形成以数字化的文本、图形图像、音频、视频、二维或三维模型等为载体的数字化信息资源,通过多媒体数据库技术对其进行存储和管理,并利用互联网技术进行传播。为了更全面、综合、定量的对自然与文化遗产进行科学管理;更合理、全面地对自然与文化遗产进行全方位监测,急需保护方法和理论。DOA（Data Oriented Architecture）,面向数据的体系架构,是一个系统架构模型,它以数据为核心,以标识为主线,通过基于XML的数据注册机制与数据交换规范,实现多系统间的数据共享和交换。基于DOA架构的信息汇聚、服务聚合^[1]等功能,能够对分布式网络环境中海量、异构的空间数据进行有效地组织和管理,为三维建模和灾害模拟中数据的发布^[2]和共享研究提供了理论基础。G/S模式作为一种新型的、面向大众的空间信息网络服务模式,借鉴了C/S和B/S的优点,为海量、异构、多元的空间信息的描述、组织、管理和展示提供了新的解决途径。G/S模式通过“请求—聚合—服务”的工作机制,以数据为中心,在空间信息服务云进行信息汇聚,在客户端进行服务的动态聚合,从而把空间信息的各种服务提供给大众使用,如应急救灾、数字旅游等。三维建模与灾害模拟中的数据大多具有空间数据特性,将G/S模式同三维建模与灾害模拟相结合,能够有效解决三维建模与灾害模拟信息管理系统中海量数据的管理与表达问题。本文首先描述对遗产保护的迫切需求,并对空间信息技术在三维建模与灾害模拟中的应用进行了阐述,在对洪水洪涝灾害模拟中的数据进行了分析研究的基础上,明确了三维建模与灾害模拟中数据的管理模式,将DOA架构与G/S模式运用于三维建模与灾害模拟的数据管理中。对基于DOA与G/S模式的灾害模拟进行了详细研究,并通过HGML利用OGC标准中的WMS服务制定了统一的数据交换规范,确立了以DOA架构与G/S模式相结合在三维灾害模拟中的应有架构,并对原型系统进行了设计与实现。本文主要研究成果如下:（1）设计并实现了一个基于地理坐标系的简单水淹模拟原型系统将传统的基于直角坐标系的水淹模型引入到基于地里坐标系的三维GIS平台中,不仅更能直观的展现出实验区的真实情况,而且由于底层数据基于三维GIS平台,可以方便的独立于数据,有效减少了系统对数据的依赖,使得系统可以利用任何分辨率的数据进行实现,增加了系统的通用性。（2）设计并实现了一个符合OGC标准的数据交换规范结合G/S模式与DOA架构,分析了OGC标准的WMS服务,分别设计了客户端、服务器数据存储格式,并以HGML作为数据交换载体,实现了DOA架构下完全符合OGC标准的数据交换规范体系,为后续水淹模型系统提供数据支持。（3）设计并实现了一个静态的轻量级数据注册中心针对架构在数字地球平台World Wind上的水淹模型系统,由于需要大量的DEM数据和图层贴图数据,实现了一个专用于本平台太的数据注册中心,用于数据的统一管理。