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本论文根据面向“人”的地理信息科学与虚拟地理环境的概念，给出了一种面向人的城市建模与可视化框架。主要在面向人的城市建模与可视化框架下分析了面向“人”的虚拟地理环境中三维城市建模的主要内容以及可视化方法、核心技术及应用。在对三维城市模型不同“用户人”的特点考察的基础上，按照三维城市模型的不同应用将其分为面向专家的三维城市建模、面向公众的三维城市建模两大类，并对两种应用类别的内容、特点、需求以及技术方法进行对比。论文对面向人的三维数字城市建设建模与可视化、信息查询与分析、城市模型与信息网络浏览发布等关键技术进行了较为系统的研究，并分别依托2008北京奥运背景进行了原型实验。
面向专家三维数字城市构建依托于中国科学院知识工程创新科技项目“北京地区大气环境监测行动计划”中的子项目“数据集成与可视化分析系统”，进行了大数据量场景中模型的创建、虚拟仪器原理与数据实时显示以及模型优化处理等相关技术的研究。
面向公众的三维数字城市构建依托于奥运周边自助租房服务系统。阐述了自发地理信息(VGI)的概念，完成了三维场景网络发布与浏览的设计与实验等工作，实现了面向互联网的三维场景显示、模型操作和属性数据查询、多媒介各种信息发布与共享等功能。
论文主要工作包括：1)在三维场景绘制中引入了虚拟仪器建模技术，该技术包括虚拟仪器原理建模、虚拟仪器功能表达，虚拟仪器数据可视化模型等；2)提出了利用遥感影像图上的建筑物投影信息来确定建筑物高度，以建立三维建筑模型的方法；3)探讨了基于网络发布与共享地理信息的技术。利用Web2.0技术提供的Wiki等机制实现了多种媒介下与地理空间分布相关的信息的获取与集成。