由于城市化进程的加速和大量人口向城市不断涌入，城市地上可利用的空间急剧减少，现有的土地供给已远不足以满足人类需求。从国内外特大型城市发展的经验来看，城市发展空间自上而下的延伸已经成为主导趋势。但由于城市地下空间的特殊性加之技术手段的制约，对城市地下空间的有效开发利用始终停留在浅层阶段，相比起城市的高速发展其地下空间的资料、信息库建设十分滞后，这不仅影响了城市发展速度，还在城市地下空间的规划、设计、建设过程中造成许多的资源浪费。随着现代计算机相关信息技术的迅猛发展，三维可视化技术广泛应用于地层模拟，城市地下空间三维可视化技术已进入实用化阶段。基于三维影像技术的“数字城市”建设也逐步成为城市规划、发展和建设的重要技术手段。目前来看，城市地下空间三维可视化起到了它积极的作用。“数字城市”建设中最为重要的部分就是三维空间建模与可视化技术，它集成了传统海量二维纸质资料和先进的计算机实用技术，将地质体以三维形式模拟出来，提供给专家学者、技术人员以及政府机构作为研究、建设和决策参考。论文从三维建模的理论与方法入手，深入细致地介绍了目前较为常用的建模方法以及其数学算法，并且做以对比和优缺点论证，其次引入三维可视化技术，分析其在三维建模中的广泛应用，然后基于钻孔数据讨论了三维地层模型建模的具体方法，研究了IDW和克里金插值法在离散钻孔数据中的应用及曲面拟合过程，总结提出了地层分层和层面拟合的建模思路。最后使用面向对象的Visual C++6.0工具结合OpenGL图形可视化工具对所建模型进行可视化，设计了一个简单的三维底层可视化程序，并有效地对三维地层进行基本功能的模拟演示操作以及不同数学方法下离散数据插值结果的对比。由于目前兰州市城市地下空间三维可视化处于空白状态，由于作者水平有限只是做了浅显的讨论，旨在通过本课题引起相关领域研究者的重视，挖掘更大的社会效益。