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本文研究水利工程3D GIS，目的是实现水利工程空间3D信息化。2D GIS已经广泛应用于水利、交通、建设等部门。与2D GIS相比，3D GIS对客观世界的表达更具真实感，它以立体造型技术展现地理空间对象，不仅能够表达地理对象间的空间关系，而且能描述对象的属性。 本文研究重点是水利工程3D GIS建模与数据结构，与此同时还研究了3D可视化、地形DEM显示、水利工程3D GIS空间分析等。本文研究的技术路线是：根据GIS信息管理机制，从水利工程对象的逻辑关系入手，将水利工程分为水利枢纽、水利工程、工程建筑物和工程建筑单元体4级。根据上述4级水利工程分析，可对任意规模大小的水利工程进行空间分解与组合。依据水利工程4级分析，建立以工程建筑单元体为基本对象的3D GIS数据模型和数据结构。 本文研究的主要成果是水利工程3D GIS数据模型与数据结构。根据水利工程对象的逻辑关系，水利工程3D GIS模型结构为：第一级为水利工程单元体。单元体是用于水利工程构建的最基本单位，其形体可概化为一个最简单的几何体，如柱体、锥体、球体等：第二级为一系列单元体组成特定水利工程建筑物对象；第三级由一系列水利工程建筑物组成特定水利工程对象；再由一系列水利工程对象组成特定的水利枢纽对象，则为第四级。水利工程3D GIS的模型结构可以进行再扩展，如由一系列枢纽组成特定的水利枢纽群即为第5级。 水利工程3D GIS数据结构包括了如下水利工程对象信息：概化属性、几何属性、方位属性、空间关系、逻辑关系、可视化属性、水利工程建筑物属性等。工程对象数据结构也可按信息处理需要再扩展。由低级别的工程对象组合成特定的高级别工程对象时，组合形成的高级别工程对象自动获取低级别工程对象的属性，而同时高级别工程对象在形成时也被赋予了新的属性信息。