地理信息系统出现于20世纪60年代,经过50年的发展与进步,随着三维虚拟现实地理信息技术发展的日趋成熟,已经对人类的生产生活产生了重要及深远的影响。面对海量城市级的三维模型数据,现有的虚拟建模技术主要有基于图像的方式和基于几何模型的方式两种,其中后者常用于大规模场景的渲染。这种采用复杂多边形三维几何模型来表达虚拟景观的方式,往往采用预建模的方式,即使用3Ds MAX、Maya等建模工具进行人工建模,工程周期长、人力资源消耗巨大,限制了现有三维虚拟现实系统的顺利发展。本文提出了一种基于矢量数据网络服务的自动建模方法,该方法以矢量数据的空间位置及属性信息为建模依据,能够对楼宇、道路、绿化带等要素进行大面积快速构建,在一定程度上避免了手工操作,为海量三维模型构建提供了新的思路。此外,随着互联网的出现和发展,在全球范围内的信息共享和快速传播变为可能,这极大地增强了信息的时效性,并提高了可靠性。在如今网络时代来临的大背景下,传统的单机版虚拟现实平台往往由于其固有的独立性及封闭性,越来越无法满足用户对数据信息共享方面提出的要求。本文利用开放地理信息系统联盟(OGC)提出的切片地图网络服务(WMTS)标准,搭建了供虚拟现实系统渲染地形所需的影像瓦片服务器,并详述了完整的影像服务发布流程。针对网络带宽及海量空间数据这对矛盾,本文提出了数据加载、调度及渲染效率优化的若干方法。本文在此方面的相关研究最终实现了基于WMTS服务标准下的三维地形渲染,主要创新点及研究成果如下：1) 三维虚拟现实系统网络化本文在原先自主研发的VRGIS平台的基础上,将之前的单机版三维地形渲染向网络化方向改进,打破只能本地浏览带来的束缚。将原先通过读写本地文件请求空间数据的方式改为HTTP请求,避免了海量数据的频繁复制、移动,简化了三维数据的管理,提升了三维虚拟现实系统的灵活性。2) 地形数据标准化、通用化针对开放地理信息系统联盟(OGC)提出的WMTS服务标准,本文将三维地形数据按照全球统一的标准及流程进行发布及共享,打破了传统三维系统“一个平台,一套数据”的模式,做到了一份数据,多人共享。此外,由于采用了通用的数据发布规则,基础数据的后期更新、替换将变得更加容易、方便。3) 三维渲染性能效率化针对网络环境下海量数据的传输调度,本文提出了性能优化的一些原则,制定数据访问策略、改善代码结构、优化程序逻辑,通过三维地形纹理精细度控制、多线程加载技术、本地缓存策略等等多种方式,使数据调度、三维渲染效率有了极大得提升。本文通过自动建模技术的研究及对网络化三维地形渲染的改进及优化,完善了海陆一体三维地理信息共享服务系统的相关功能,为形成真正的网络化、一体化的空间数据资源管理与共享服务平台奠定了基础。