自从地理信息系统学科产生以来,已在诸多领域发挥了巨大的作用。随着网络化时代的到来,通过高速快捷的互联渠道,GIS已从专业性工具逐渐向百姓日常生活领域渗透,如何做出便于专业者和普通民众皆可方便利用的GIS系统,成为该领域最新趋势。在真实世界中,地理信息是一种关乎时空的、立体的、动态的信息类型。传统二维交互界面虽然能基本满足可视化的需要,但不能够做到展现时的逼真高效,在表达某些特殊数据类型时更是束手无策。因此,如何更加清晰直观地将地理数据及处理后的相关结果进行表达一直是GIS学科努力突破的方向。目前,三维WebGIS的研究尚处于起步未成熟阶段,而基于当今网络主流B/S架构下的研究更是存在许多未能有效解决的问题,如标准缺乏统一,场景建模复杂低效等。鉴于此,论文依托高性能地理信息平台架构与其相关技术,从基于Web的地理信息数据三维可视化技术入手,着重进行了如下工作:1.在研究并分析了两种WebGIS架构路线、Web3D技术发展的基础上,结合自身需求特点,制定了本文所需平台的整体框架结构以及网络传输策略。2.针对面向Web的地形三维可视化进行了研究。首先研究了数字高程模型的建模方式,在面向网络的需求下,制定了对地形数据的组织、存储结构以及可视化时的实时管理方法,并进一步讨论了基于移动轨迹的运动模型与地形数据之间的匹配方法。3.针对面向Web的地物三维可视化进行了研究。首先研究了实体模型的格式、转换及存储;针对几何实体模型在B/S架构下加载效率低下的问题提出了一种基于包围球与视点距离的加载策略;针对点云数据设计了流式网络加载策略;针对建筑群的规模构建方面,提出了一种基于Web的非实体建筑群的实时生成方法。4.设计并构建了国家863项目“高性能GIS关键技术与软件系统”项目三维数字地球平台部分的原型系统。并对该系统功能进行了三项扩展实现。