本发明涉及一种电力变电站三维GIS和模型数据快速加载方法和系统，其特征在于包括以下步骤：1）建立基于场景图的三维GIS数据组织结构；2）以步骤1）中建立的基于场景图的三维GIS数据组织结构为基础，采用基于多层影像的数据贴合映射方法，对电力变电站中的多层影像数据进行表达，实现多层影像数据的快速加载；3）基于步骤1）中建立的基于场景图的三维GIS数据组织结构，对电力变电站工程中的多源异构地形数据进行快速融合；4）基于步骤1）中建立的基于场景图的三维GIS数据组织结构，对电力变电站工程中的三维模型数据进行快速加载和可视化。本发明可以广泛应用于电力变电站三维GIS数据的快速加载领域。