近年来，在日益增长的3维空间信息需求的牵引和蓬勃发展的现代新兴技术的驱动下，3D GIS得到了稳步的发展，成为地理信息系统一个非常活跃的研究领域。与2D GIS相比，3D GIS中由于空间维数的增加和空间实体关系复杂度的提高，从而导致三维空间数据的海量性。海量数据的存储与管理需要更加高效的空间数据结构和空间索引机制。目前成熟的空间索引算法多集中在二维空间索引上，而对3D GIS的空间索引问题研究较少。因而如何建立更有效的三维空间索引机制成为3D GIS领域最现实、最急迫、也是最前沿的研究课题。　　 目前3D GIS空间索引技术的研究主要集中在对R树和四叉树的三维扩展，即3D R树和八叉树。3D R树是动态的索引结构，能够保证索引操作效率的稳定性，而且空间利用率也比较高。唯一的缺陷就是，始终无法找到一个好的方法来解决大量兄弟结点重叠的问题，从而使得索引效率不高。八叉树空间索引由于原理简单，且不存在兄弟结点重叠的问题，成为3D GIS中一种非常高效的空间索引技术。　　 本文在Dot Net平台下设计并实现了线性八叉树这一3D GIS空间索引技术，具体研究内容包括以下几个方面：　　 1.空间索引技术的分析与比较。在概述空间索引技术研究的基础上，对地理信息系统中具有代表性的典型空间索引技术进行了详细的分类讨论，对比分析了各索引技术的实现原理、优缺点和适用对象。　　 2.空间数据库的建立和空间对象的三维显示。讨论如何对数据库结构进行设计，如何组织数据入库，并在此基础上利用DirectX3D进行真三维显示。　　 3.线性八叉树空间索引的建立。对线性八叉树空间索引的基本思想、查询操作(主要是点查询和窗口查询)和关键算法进行分析研究，并在此基础上利用C++语言在Dot Net平台下实现该索引。　　 3D GIS具有广阔的应用前景，本文的研究将为管理海量空间数据的3D GIS的研究与开发提供参考依据。