三维地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是目前GIS发展的趋势之一。相比于二维GIS，三维GIS在对客观世界的表达方面能给人以更真实的感受，它以三维立体的造型技术给用户展现更真实的地理空间现象，不仅能表达空间对象间的平面关系，而且能描述和表达它们之间的垂向关系。另外，对空间对象进行三维空间浏览、分析与操作也是三维GIS特有的功能。　　本文深入分析了国内外的研究现状，对比了国内外主流三维平台的优缺点，分析了研究的关键与存在问题。研究了三维 GIS建设中的主要建模对象，总结了现有的三维GIS的建模方法，对比各种方法的优缺点，综合得出本文所用的建模方法。在现有三维平台的对比中，选择 ArcSence作为三维可视化的基础平台。另外针对GIS软件中的三维模块在模型的构建和处理上还存在着较大的不足且模型真实感不强；而通用的三维建模和可视化软件则在GIS功能上又相当薄弱的现状，采用SketchUp建模软件创建模型并将其转换为 GIS中能识别的 Multipatch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。本文研究的重点在于从三维基础数据获取到三维模型的建立和三维可视化再到三维GIS系统的二次开发，提出自己的一套理论与技术流程。文章最后以邓州市团结路为三维GIS系统实验原型，利用二维矢量数据，导入Sketchup软件建立三维模型，并对模型进行渲染生成较真实感的三维模型，并结合 ArcGIS软件的开发平台(ArcEngine)实现三维的场景驱动,最终建立一个能满足GIS三维可视化要求和空间分析的三维GIS系统。