随着生活水平和生活质量的提高,日照环境质量和光污染问题日益成为社会广泛关注的热点。针对这些问题,国内已开发和设计了一些日照分析系统,但这些系统大多是基于CAD平台开发的,主要是针对室内采光分析。随着三维GIS技术的发展和三维日照分析模型研究的不断深入,三维日照分析系统克服了基于CAD平台开发软件的一些不足,不仅能给人以真实感,更重要的是可准确表达和模拟光照与城市各要素间的相互作用,在城市规划等领域发挥了重要的作用,但是对日照阴影面积和日照强度等日照环境质量评价因子进行的研究还比较少。论文首先通过对国内外日照分析算法以及相关问题的深入了解和在已有成熟的日照分析理论深入学习研究的基础上,从水平面和立面两个方面,提出了单个和多个建筑水平面阴影面积算法以及单个建筑实体所有阳面阴影面积算法,同时也提出并设计了满窗日照时间的算法和点、线、面日照强度模型。然后,在对.X文件数据结构作深入研究实践的基础上,结合系统设计和空间数据库设计的理论基础,设计了三维日照分析模拟系统。最后,利用Direct3D开发平台依据所研究的算法和设计模型实现了相应三维日照分析常用的功能模块。本文所设计的日照阴影面积算法和日照强度模型可以为相关日照标准的制定提供参考；设计开发的三维日照分析模拟系统极大的提高了规划管理工作的效率并能模拟日照光环境中的阴影；模型和算法可以为其他三维日照分析系统所应用,以便进一步完善和增强系统的功能。