将虚拟现实(VR)技术引入GIS领域,形成VRGIS,以此为主要技术的虚拟校园等数字化工程,是信息时代的产物,可视化与交互技术是其核心技术,是其目前研究的热点和难点问题。当前众多校园管理软件,只能对虚拟场景进行简单的浏览,不能存储海量的复杂的校园空间数据、不能满足校园的管理与决策分析的需要。校园管理者迫切需要一套科学的管理软件,更有效地服务于校园的管理和决策。论文以河南大学新校区为研究对象,研究了虚拟校园的场景构建、漫游与GIS功能实现等理论、方法和技术,形象直观的可视化界面、动态的二三维交互查询与分析等功能,能更有效地服务校园的管理与决策,主要研究内容与成果如下:第一、论述了虚拟现实技术研究现状、三维GIS现状及其开发平台、场景模型构建所需的重要理论与算法、可视化技术等,并提出了系统设计目标、内容、组织结构与技术路线。第二、探讨了构建虚拟场景和三维模型的理论与技术。分析建立虚拟场景建设所需的数据类型和特点,结合现代空间信息测绘技术实测了主要地物数据,建立属性数据库。第三、研究了基于GIS的虚拟校园的设计与实现的有关理论、方法。基于.NET开发环境,利用VegaPrime提供的API,实现了虚拟场景的实时自主、自由漫游等功能;利用ArcGISEngine(简称AE)与TerraExplorer Pro(简称TEpro)技术,实现了二维、三维GIS查询与分析等功能。第四、研究了虚拟校园GIS功能的总体设计原则、详细设计内容。主要包括基于ER模型的数据库设计和地理空间数据库的管理虚拟校园空间数据这两方面。第五、显示汉字功能。TEpro本身不提供汉化功能,通过程序转换实现汉字功能,方便普通用户操作,这也是论文所考虑的一个重要方面。论文主要创新点如下:第一、利用TEpro+AE技术,实现虚拟校园的二三维动态查询分析等功能。第二、开发了基于虚拟校园的可视化模板,提高了界面设计效率、而且应用广泛。第三、探讨了基于E——R图为基础的虚拟校园数据库设计的理论与方法。用PersonalGeoDatabase来组织空间数据,满足了虚拟校园的复杂数据类型的统一管理的需要,这些理论与方法可为其他领域的数字工程建设提供经验借鉴。