长期以来，由于计算机软、硬件的技术限制，人们通常采用二维GIS与空间想象力相结合的方式记录和描述地球上的地理信息。与二维GIS相比，三维GIS以立体造型技术向公众直观、形象地展示地理信息和客观世界，极大地促进GIS的需求和发展。三维GIS作为数字城市建设过程中地理信息的重要组成部分，它的发展推动了城市的信息化建设。数字城市建设作为一种对客观城市的模拟技术，不仅满足人们对城市信息浏览和查询，而且有助于人们更好的管理城市、规划城市。随着信息技术的发展，数字城市建设的应用逐渐加深加广，从最初的空间查询到空间决策分析，人们对数字城市建设的要求越来越高，而对数字城市建设的质量研究，特别是三维城市模型的质量研究将会成为人们关注的重点。　　本文根据三维规则模型的表达和应用等相关理论，研究构建模型过程中涉及到的两大数据类型(几何数据和非几何数据)及其三维模型典型应用的不确定性。(1)本文对点元、线元、面元、体元等几何对象空间位置的不确定性进行研究，推理出空间几何对象位置误差的值；(2)本文研究点元位置的不确定性所引起的空间基本量算(点、距离、面积、体积等)误差，推导出由于空间点元位置不确定性而引起的空间基本量算的不确定性；(3)本文研究由于点、线、面目标位置误差传播所引起的三维模型生产过程的误差和三维数字城市建设中的日照分析误差；(4)本文采用蒙特卡罗法模拟点元位置误差分布模型，用大量的统计数据验证空间几何对象位置误差所引起的三维应用误差值的正确性。本文主要通过研究规则三维模型构建过程中存在的必然误差，为大规模三维城市建设过程的质量控制提供依据。