本发明提供的一种基于GPU进行超高效绘制GIS空间三维体素数据的方法，包括：创建一个与体素要表达的真实场数据范围大小一样的数值边长的体素立方体，并运用GPU对体素进行采样，得到真实场数据中的采样数据；创建正面帧缓存，利用采样数据绘制体素立方体的正面，使用非常规方法将正面深度数据保存到正面帧缓存中；创建背面帧缓存，利用采样数据绘制体素立方体的背面，使用非常规方法将背面深度数据保存到背面帧缓存中；创建体素渲染的后处理过程，在其片元着色器中，获取之前的正面和背面两个帧缓存中保存的深度数据，沿当前视线进行步进采样，完成体素立方体的绘制与显示。本发明的有益效果是：解决了体素立方体绘制过程中的遮挡问题，提高绘制效率。