论文以“地震采集软件系统关键模块研发”项目为依托，开展了基于三维GIS地形可视化的地震采集观测系统设计研究。在深入分析地震采集三维观测系统研究现状的基础上，针对地震采集领域基于复杂地表条件下存在如何进行三维观测系统设计、优化等系列问题，提出了基于三维GIS的地震采集观测系统设计方法，并在川东北地区进行三维观测系统实例研究。取得的成果如下：①针对基于假设水平地表条件的地震采集三维观测系统设计在复杂地表条件下不能满足施工设计要求的问题，提出了基于GIS三维地形可视化技术的地震采集观测系统设计，取得了较好的效果；②针对目前国内外地震采集三维可视化系统数据显示效率不高、缺乏多细节层次的透视立体感等问题，采用数据分页管理和显示，解决了原有可视化系统数据显示效率不高的问题；③针对原有地震采集三维观测系统变观手段单一的问题，提出了基于三维GIS的变观，解决了基于水平地表的三维观测系统变观手段单一的问题；④针对原有地震采集三维观测系统只支持Windows系统平台的问题，提出了基于Qt和OSG的跨平台图形和三维引擎技术，使得地震采集三维观测系统支持多个操作系统（如Windows、Linux等）。在川东北地区地震采集三维观测系统设计上的应用结果表明，采用GIS三维可视化技术后，使得地震采集设计更加科学，有助于在复杂地表条件下提高三维观测系统的精度，从而降低施工成本。