我国是洪水灾害频发的国家，洪水灾害给人民带来了巨大的损失。防洪救灾理论方法的研究对于保障人民生命财产安全具有重要意义。不同来水情境下三维洪水演进仿真和洪灾情境下救援物资调度是防洪救灾决策的两个重要研究课题。国内外学者对洪水演进机理进行了深入的研究，建立了多种洪水演进数学模型。基于GIS的特定区域三维洪水演进系统研究也取得积极进展。但是这些系统在数学模型数据处理方面还存在着转换误差较大、转换效率偏低和方法难以通过计算机自动批量处理实现的问题。另一方面，救灾物资调度模型理论还处于研究阶段，无法满足工程应用需求。而基于GIS的空间网络分析技术已经十分成熟，在汽车导航等领域得到大量的应用。然而，结合空间网络分析技术的防汛救灾物资调度系统尚未在国内得到应用。首先，本文介绍了地理信息系统相关理论基础，详细论述了坐标系统、空间地理数据结构、常见的空间数据处理方法，以及空间网络分析和地理信息服务的理论。其次，本文研究了三维洪水演进可视化的理论和方法，论述了洪水演进二维浅水数学模型和基于点转栅格的数据处理流程，通过对基于点转栅格的数据处理流程和基于空间差值的数据处理流程的结果比较分析，解决了基于空间差值的数据处理流程难以实现计算机自动批量处理的问题，减少了数据转换所带来的误差，提高了数据转换的效率。此外，应用基于格网的二维浅水数学模型进行洪水演进仿真模拟，结果存在比较大的边界锯齿，针对这一问题，采取了空间滤波的处理方法，将洪水演进结果的边界锯齿进行了模糊化处理，改善了洪水演进的可视化效果。此外，为实现基于GIS的防洪决策支持的远程应用，本文研究了AcGIS Server平台的信息服务发布功能。结合空间网络分析的理论，构建了网络数据集，搭建了邻近设施分析GP服务模型，在ArcGIS平台上发布了地图服务和地理处理服务，并对服务进行了优化处理。最后，本文给出了三维洪水演进和物资调度系统的开发平台和系统设计架构，并展示了系统的部分研究和应用成果。