随着现代计算机图形学以及数学理论不断的发展和创新，与虚拟现实技术相结合的三维虚拟环境构建技术成为了GIS研究的重要内容之一。人们利用遥感技术所采集的DEM数据，对地形进行建模，并且利用纹理映射、光照模型等相关技术对模拟的区域进行动态显示。该技术已经广泛应用到水文、地质、规划等学科的研究当中。而随着GIS的应用愈加广泛，用户对数据以及系统显示效果和运行效率的需求也越来越高，因此对三维环境进行构建的技术成为了决定成败的关键。　　 本文从地形数据建模为核心展开讨论，并对地形简化的几个算法进行了详细的分析，其中包括Geomipmapping算法、四叉树算法、ROAM算法等。再从计算机图形学角度上讨论了视景体裁剪算法的实现，并根据视景体的概念给出了OpenGL中三维图形选择的实现方法。　　 随后又研究了OpenGL中的光照模型模型理论和纹理映射技术的理论及其实现。并在此基础上研究了其他自然环境模拟的技术。　　 最后，笔者以地形建模算法及其相关的地形简化算法作为理论基础，并采用面向对象的设计原则，以VC2005作为开发工具使用OpenGL API，开发出一个三维可视化系统，以验证系统的设计与实现过程。