近年来,船联网技术日益成熟,基础航道设施逐渐完善,在两者的双重推动下航道信息化建设进入了重要的发展阶段。当前数字航道建设的核心是电子航道图,它是目前各类航道数字化系统的重要组成内容,实现了大部分航道要素的数据融合与可视化。由于目前电子航道图中的要素符号相对抽象,在空间信息的表达上内容单一,不够直观,这对于非专业人员来说要素的识别和交互不够友好。论文以三维航道为研究对象,探究航道电子沙盘在表达、构建和渲染过程中的思路和方法,主要内容如下:(1)研究了现有航道要素的分类方法、采集技术,分析了长江航道电子图中的二维表达规则,为航道要素三维模型的表达奠定理论基础。(2)以全局和局部两个角度出发研究航道电子沙盘的要素表达,提出了三种不同的全局表现形式,并分析了各自的实现思路和优缺点;阐述了以点、线、面分类后的要素模型表达规则,结合特定要素进行了实例分析。(3)从数据组织,建模方法和场景渲染三个方面探讨航道电子沙盘构建的关键技术,研究了空间数据库和数据服务结合的一体化管理,设计了分区的地形建模和参数化的地物建模方法,确定了航道场景图结构和航道电子沙盘的预渲染方案。(4)最后,论文以长沙段湘江的局部航道为研究区域,提出了网络环境下以Java和JavaScript为主要开发语言的技术框架,并在Visual Studio 2016平台下完成了开发工作,实现了航道电子沙盘系统的查询、标绘、测量等功能模块。实验结果表明,本文提出的航道电子沙盘的要素表达、构建方法以及技术框架是可行的,对三维数字航道构建体系的理论研究和工程应用具有一定的积极影响。