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随着城市现代化建设的迅猛发展，各种市政设施管理成为人们关注的焦点。地下管线作为城市的生命线，实现其信息化、可视化管理既是城市现代化发展的需要，也是时代发展的要求。管线在地下的分布纵横交错，二维图形无法直观地表现管线之间的空间关系。随着三维GIS成为人们研究的热点和发展趋势，研究三维地下管线信息系统成为必然，而三维数据模型是实现三维信息系统的关键。
在全面分析三维GIS的基础上，结合城市地下管线管理、设计过程中的具体需要，说明三维地下管线数据模型研究的必要性。从地下管线空间数据信息的特殊性出发，研究了三维地下管线空间数据的结构，设计了三维地下管线数据模型。提出应用关系数据库来实现三维地下管线对象数据模型的存储，成功地将地下管线对象模型映射到关系数据库。根据设计的三维地下管线数据模型，建立地下管线的空间数据引擎，具体解决了对象的查询、编辑等问题。通过开发的原型系统，实现了各种信息关联、空间范围选择等功能，验证了所设计模型的正确性。
本文通过对地下管线数据模型的研究达到了以下目的：1）根据地下管线空间对象的特性和规划管理的需要，重新定义管线对象使其更符合空间对象的实际；2）重新对管线数据进行了描述，使其更能准确的描述地下管线的空间位置和关系；3）将属性信息存储在管线对象中，并通过对象标识码与其他对象关联，大大减少了数据冗余。