随着计算机技术和地理空间数据获取技术的快速发展，三维GIS近几年来受到了广泛关注。三维地理信息系统（3D GIS）是指能对区域空间内的对象进行三维描述、分析的GIS系统。
从不同的角度出发，GIS有3种定义：
工具箱
基于工具箱的定义，认为GIS是一个从现实世界采集、存贮、转换、显示空间数据的工具集合；
数据库
数据库定义，认为GIS是一个数据库系统，在数据库里的大多数数据能被索引和操作，以回答各种各样的问题；
组织机构
基于组织机构的定义，认为GIS是一个功能集合，能够存贮、检索、操作和显示地理数据，是一个集数据库、专家和持续经济支持的机构团体和组织结构, 提供解决环境问题的各种决策支持。
空间目标通过三个坐标轴来定义
在三维GIS中，空间目标通过X、Y、Z三个坐标轴来定义，它与二维GIS中定义在二维平面上的目标具有完全不同的性质。空间目标通过三维坐标定义，复杂程度也会更高。
三维GIS的几项功能
通过二维GIS的发展可以归纳出三维GIS的几项功能：数据采集和检验有效性、各种变化（平移、旋转）、分析、可视化、系统管理等等。
建立真实三维环境与真实虚拟规划模型相结合的技术方法
研究人员还提出了建立真实三维环境与真实虚拟规划模型相结合的技术方法，研究出了多种三维空间分析技术，成功开发了实用的城市规划三维决策支持系统，并应用在工程化中，取得了良好的效果。
三维GIS凭借其空间信息的“展示更为直观”、“多维度空间分析功能更加强大”的优势，实现跨业务、跨终端的应用。这将极大地提升对地理信息的共享和利用效率，从而提升部门、机构的竞争力。
总之，三维GIS对客观世界的表达能给人以更真实的感受。它以立体造型技术给用户展现地理空间想象，不仅能够表达空间对象间的平面关系，还能描述和表达它们之间的垂向关系。另外，对空间对象进行三维空间分析和操作也是三维GIS特有的功能。
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