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符号是地理信息的载体与传输工具,随着地理信息表达形式由传统纸质地图发展至计算机制图再到GIS甚至虚拟地理环境,维度发生了巨变,然而符号作为语言的特征并没有改变,随着地理信息的维度由传统二维扩展至三维甚至多维,符号这一地理信息载体也相应发生了变化,符号本身也由二维符号扩展成为三维符号甚至多维符号,然而当前对于符号的研究仍主要集中在二维符号,三维符号相关内容虽有探讨,但大多将三维符号直接视为三维模型,造成了三维模型与三维符号混淆。现实地理世界纷繁复杂,地理信息可视化是地理空间向符号空间的抽象,因此,从三维符号角度来研究地理空间表达显得异常重要。为此,本文从符号基本理论出发,对三维符号进行了剖析,参照二维符号概念,给出了三维符号定义与分类。针对符号视觉差异,将二维符号视觉变量扩展至三维符号。从符号构图规律出发,针对三维符号构图规则,提出了三维符号数据模型。从地理信息共享特征出发,针对三维符号共享,设计了三维符号共享模式,主要研究内容与成果如下：(1)以传统二维符号概念为基础,针对三维符号新的特征,给出了三维符号定义并将三维符号分为点状符号、线状符号、面状符号与体状符号四类,深入分析了三维模型与三维符号关系,借鉴二维GIS中符号与地理数据分离的特点,将三维符号与地理数据分离,从三维符号角度研究地理信息可视化。(2)从地图符号学角度,以二维符号与已有三维符号或三维模型等符号相关视觉变量为基础,针对三维符号新的表现形式,扩展了三维符号视觉变量,包括形状、尺寸、颜色、方向、密度与纹理六个基本视觉变量。(3)从符号构图规则出发,引入PostScript成像模型,针对三维符号新的构图特征,提出了基于路径的三维符号数据模型,即以路径为核心,笔画与填充为基础来组织三维符号,引入非真实感绘制技术,提出了三维符号非真实感表达方法。(4)针对符号共享框架缺乏问题,面向三维符号,构建了三维符号共享框架,提出了三维符号数据共享与渲染功能共享相结合的共享方式,设计了三维符号数据同化与三维符号XML表达的技术路线。(5)以三维符号视觉变量为指导,基于三维符号数据模型,构建了三维符号共享与表达实例,验证了三维符号视觉变量、三维符号数据模型以及三维符号共享等符号理论与方法的适用性与可行性。