地下管线作为城市不可缺少的部分，对管线进行科学管理是城市健康发展的需要，特别是智慧城市的迅速发展，地下管线受到广泛关注。由于管线在地下分布广泛、情况复杂，传统的二维GIS下已经不能真实的表现管线间的空间关系，于是在三维GIS下对城市地下管线的研究成为了当前研究的热点。对管线进行三维空间分析是重中之重。　　在三维GIS中实现相关的空间分析的前提是空间对象的拓扑关系的判定。本文首先研究了对传统二维拓扑关系的判定方法，然后研究了在三维GIS下的拓扑关系的判定方法，运用解析几何原理来判定点、线、面、体之间的拓扑关系。　　本文的重点是地下管线的三维空间分析。首先分析了地下管线的组成，都是由管点和管线段构成，然后研究了管线的数据模型，创建了管线的数据结构，研究在三维 GIS下的空间分析。空间查询分析是对管线进行查询，搜索需要的管线及其属性信息；长度统计是对各类管线的长度属性信息进行统计；缓冲区分析是在某个区域内根据缓冲半径建立缓冲区，然后对缓冲区内的管线进行分析；基于流向的爆管分析是根据事故点所在管线位置，依据管线的流向搜索需要关闭的管线阀门；横断面分析是对某个道路的地下管线分布建立横断面图，显示各类管线的分布情况及其属性信息。研究了这些分析的具体实现方法，重点研究了缓冲区分析、爆管分析和横断面分析的实现。在缓冲区分析中，需要增加三维体对象，对三维体建立缓冲区，在缓冲区内对管线进行相关的分析。在爆管分析中，先对管线进行流向分析，提高搜索阀门的效率，再对每一条管线建立了流向后，然后根据管线事故所在的位置进行阀门搜索，找到需要关闭的阀门。在横断面分析中，需要注意横断面图中的纵横坐标轴的刻度标注，它并不是固定的而是根据横断面线的具体位置来确定具体的刻度值，获取相关管线的属性值，建立横断面图。　　最后，结合吉林省延边朝鲜族自治州汪清县的地下管线数据，基于NewMap系列软件研制了汪清县三维管线信息综合管理系统，通过具体应用实例来实现上述的地下管线三维空间分析的结果展示，很好的实现了管线的空间分析的具体应用，该系统已经成功应用到吉林省延边朝鲜族自治州汪清县的管线管理部门。