本发明涉及了一种多维GIS模型的建立方法及高速公路监控系统，包括如下步骤：S1：获取高速公路建设前期设计的三维模型；S2：采用无人机航拍道路及隧道周围的地形地貌，建立地形地貌三维模型；S3：建立机电设备轻量化三维模型；S4：通过三维模型融合形成多维GIS模型；多维GIS模型作为真实可靠的高速公路三维地理信息模型应用于高速公路监控系统，不仅避免了资源浪费，使高速公路的日常监控更加直观化，而且还提高了应急调度决策判断的准确性。