针对大规模三维城市建模与数据库协同应用,设计实现了一种高效的三维GIS数据库引擎,支持基于Oracle 11g的多模式数据库管理;提出了顾及语义的三维空间数据库模型,为地上下室内外三维空间数据的一体化组织管理奠定了基础。介绍了该引擎涉及的多层次三维空间索引、多级缓存、多线程调度以及异步通信传输等关键技术,并用武汉市三维城市模型数据进行了试验分析,验证了该引擎的有效性和可靠性。