三维城市模型的构建与应用是目前国际GIS及其相关科学研究的热点，具有多功能的三维城市模型在建筑、土木工程、交通、地质、测绘、城市规划、市政工程设计、网络与多媒体等许多领域有着广泛的应用前景。另外，随着”数字地球”、”数字城市”等概念的提出，三维城市模型的构建方法显得越来越重要。 本文首先讨论了国内外3DGIS理论的研究现状，对已有的三维城市模型进行了分析和比较，着重探讨了三维城市模型中的地形模型、建筑物模型、道路及水系模型、独立地物模型的构造方法，对地形模型采用TIN和GRID的建模方法，对建筑物总结出了一种基于三角剖分及分层组合方法实现建筑物的模型构造，对道路及水系等地物采用三角形片面剖分实施单独控制，最后融入DEM中。 本文在建立了三维城市模型的基础上，就如何实现三维城市模型的可视化方法进行了讨论，主要采用面向对象的语言Visual C⁺⁺结合三维图形开发工具OpenGL来实现。另外，在三维模型的可视化场景中，实现了一些3DGIS的交互操作和空间分析功能，结合论文的目标，开发了一个实验系统，对三维城市的建模方法进行了论证，实现了DEM模型的快速构建及等高线的追踪和地图分幅，实现了三维城市模型的可视化，在可视化的基础上实现了部分空间交互操作和空间分析，如：空间坐标查询、断面切割、距离和面积量算、建筑物属性查询、三维动态漫游等。最后，对实验结果进行了总结，提出了有待进一步解决和研究的方向。