三维GIS发展的早期主要追求高真实感的渲染效果。场景中的地形起伏可通过数字高程模型(DEM)直观表达,地表细节则使用高分辨率的数字正射影像(DOM)作为纹理贴图以得到近似真实的展现；但在场景识读方面,由于影像提供的信息纷繁复杂,难以给观察者以抽象直观的信息传递,容易造成视觉错感而使观察者在场景中迷失。二维矢量要素对空间现象或规律可以实现很好的抽象和概括表达,是基于主观需求对客观世界的选择性增强。在三维高真实感地表渲染基础上叠加贴合渲染二维矢量要素,可强化场景中空间现象或规律的抽象及概括表达能力,实现“真实”与“抽象”的统一。此方面的理论和技术方法研究,不仅可增强三维地表的表达能力,也将对人机交互方式造成影响,并增强三维GIS空间分析能力及其结果的展示手段。基于上述背景,本文在国家自然科学基金面上项目——“典型二维矢量地图要素在三维地形表面的贴合渲染算法研究”(41371365)支持下,研究了矢量实线及单色多边形在三维地形表面的并行贴合渲染方法。方法以屏幕像素的空间坐标反算为基础,针对矢量实线和单色多边形分别设计渲染算法,并基于异构计算模式实现渲染算法的并行化。论文主要研究内容和研究结论如下：(1)针对渲染需要为矢量数据建立合适的空间索引。在矢量数据处理与组织的过程中,选择以四叉树数据结构为基础,为其建立空间索引；为了进一步提高空间搜索效率,针对空间跨度大的矢量实线采取破碎化处理。空间索引的建立有效降低了渲染过程中矢量要素搜索所耗费的时间,提高了算法的运行效率。(2)研究基于屏幕空间的矢量实线渲染方法。精确计算屏幕各像素在矢量平面的覆盖范围,构建其与矢量实线快速着色判断算法。进一步地,通过对生成图像中地形轮廓线的检测,剔除因误判而着色的像素,从而获得准确的渲染结果。最后,利用形态学运算以及图像的深度缓存,完成对实线要素的线宽设置和颜色渐变处理。(3)研究基于屏幕空间的矢量单色多边形渲染方法。将单色多边形要素分为无边界多边形和有边界多边形分别进行研究。针对无边界的单色多边形,采用判断像素中心坐标是否落于多边形内部的方式进行着色；针对有边界的多边形要素,内部填充方法与无边界要素一致,而边界渲染则以矢量实线要素渲染为基础,通过先内部填充,后边界渲染方式,确保边界与内部填充的贴合。(4)基于异构计算模式实现渲染方法的并行化。合理划分渲染方法中的串行处理部分和并行处理部分,利用CPU处理复杂逻辑问题的优势,以及GPU通用并行计算的能力,基于CPU+GPU异构计算模式实现渲染过程的并行化加速。经过实验测试,本文提出的并行贴合渲染方法渲染效果良好,并行渲染加速效果显著,可满足实时渲染要求。