该论文在以下一些方面进行了相关的研究.首先,作者对虚拟地形场景建立所涉及到的一些主要的技术问题,例如分布式虚拟环境的体系结构、虚拟地形环境的视景数据库管理、基于图象和基于几何建模的虚拟环境生成技术等进行了分析回顾.其中,就如何构建一个能够有助于用户在其中进行漫游并进行空间感知的虚拟现实场景进行了研究,提出了现实空间和虚拟空间中空间感知的信息获取模型,在此基础上提出了人们的空间认知模型,并相应的将信息的表现加以分类.提出了采用透明叠加方式融合直接信息和间接信息,建立便于用户感知的虚拟环境.然后,论文对中国数字高程模型数据的特征进行了分析,讨论了能够同时满足虚拟地形场景视景数据库管理需要和地理信息系统中对数字高程模型数据管理需要的管理方法,提出基于Oracle、SQL Server等关系/对象关系数据库管理系统,来管理大范围海量的、跨带的在范围数字高程模型数据,建立了多分辨率、多比例尺的数据库金字塔模型.基于不同图幅划分方式,提出了对应的索引机制和分块存储方式.在金字塔数据库纵向上,通过建立窗口自适应的浏览和查询方式,支持任意范围数据的三维浏览查询,在横向上,支持跨带数据的快速漫游和无缝浏览.将GIS中数字高程模型数据的管理和虚拟地形场景地形视景数据库的管理结合在了一个金字塔数据库中.对于虚拟地形环境运行时的动态数据更新问题,定义了动态数据区的概念,采用了和主数据库类似的方法,建立了动态数据区数据库来实现虚拟地形场景中动态更新数据的实时存储,并将主数据库和虚拟地形场景动态更新数据库彼此独立,同时兼顾动态更新地形数据的实时更新和永久存储.在将金字塔数字高程模型数据库作为视景数据库的基础上,论文对大范围虚拟地形场景的实时生成问题进行了讨论,系统分析了基于规则格网数字高程模型生成的虚拟地形场景多分辨率层次结构的建立和简化所采用的典型结构和算法,重点分析了实时连续层次渲染方法和实时优化自适应格网算法,并提出了基于前者的分块方法对后者进行相应的改进.在此基础上,提出了对大范围虚拟地形环境的基于ROAM块的场景划分方法,根据用户漫游时视点的位置和方向,对于不同的漫游方式,提出了建立相应的渲染缓冲区和数据缓冲区用于数据的调度和渲染.并结合多线程技术的使用,将大范围的动态数据调度和场景的实时简化并行处理,解决了用户在整个数据库范围内的大范围虚拟地形场景中的漫游问题.为了解决多用户虚拟地形环境中地形数据的实时更新问题,保持多用户之间场景更新的一致性,在服务器端,建立了各个用户当前可见域的登记机制,结合动态数据区数据库中对动态更新地形数据的存储,并通过通知消息来对各个用户的场景进行刷新.保持了当前用户可见域场景地形表现的一致性.最后,论文给出了作者承担主要设计和开发的一个数字高程模型可视化数据库管理系统GeoDEMDB的描述,该系统是地理信息系统基础软件Geostar4.0版的一个模块程序,其开发遵循了部件对象模型标准.其数据库端目前实现了基于Oracle和SQL Server关系数据库管理系统的金字塔数据库管理,可以基于OpenGL图形库建立大范围的实时交互式虚拟地形场景,实现用户自主的数据库范围的虚拟漫游.系统应用的实例证明了基于关系数据库管理系统,采用金字塔数据库模式来管理多分辨率、多比例尺的DEM数据,并在数据库驱动下建立大范围动态虚拟地形环境是可行的.