论文基于作者在中国地质调查局课题－“矿产勘查三维预测评价信息平台开发及应用示范研究”－中的工作，结合作者对三维可视化的一些思考，从三维城市工程地质建模和三维可视化系统的功能设计及开发等方面进行了较为系统的探索，并在作者开发的可视化系统中得到应用。城市工程地质三维可视化在城市建设和发展中具有极其重要的作用。随着城市的不断发展，城市开发利用程度的不断加深，城市建设所涉及的地质问题也日益凸显，使得城市可持续发展战略面临严峻挑战。在这种形势下，加快城市地下空间的开发步伐就显得十分必要。这就需要我们对城市地质数据进行有效地采集、存贮、管理和可视化再现。从而构建一个以三维可视化技术为依托的虚拟三维地下空间，以达到更加合理开发、利用城市地下空间。论文首先介绍了三维地质建模的相关理论和相关技术，围绕着地质体空间数据结构和构建地质体三维模型问题进行了深入的探索，其中以建立三维面模型为重点研究内容，以工程地质钻孔数据为基础构建湖南省长株潭三维地层模型。利用各种钻孔资料和其它能揭示地质岩层分界点、岩体工程特性分界点和岩体构造的实测数据进行空间离散数据插值，形成每个岩(土)层的DEM(DigitalElevationModel)，在此基础之上，通过三维图形工具OpenGL进行三维模型可视化。着重研究距离反比加权（IDW）和克立格两种空间插值算法，并对克立格算法的变差函数进行优化，使其能适应多个方向结构套合，优化对权重系数求解时算法时间复杂度，以达到更快、更精确的三维地质模型表示。论文以VisualC++6.0为开发工具，结合面向对象的编程思想，在建立的数学地质模型的基础上实现计算机可视化，使用OpenGL图形库函数进行开发，目的是形成一套能够灵活地依据钻孔数据资料生成三维地层模型、高效地对三维地质实体进行缩放、平移、属性显示等操作的软件平台。