地形三维可视化及其实时绘制技术一直以来都是地理信息系统、数字摄影测量、虚拟现实等领域的研究热点。 本文根据文献的算法实现,以构建一个完整的地形三维可视化应用程序为主要目的,增强三维可视化效果,拓展三维分析功能。 文章首先通过对三维可视化模型的数据环境与数据格式进行了全面的分析,实现了对不同格式的规则格网DEM数据进行转换,最终得到三维可视化所需要的数据,从而形成了一整套DEM数据转换、处理、检验机制。 其次,文章对三维可视化效果进行了扩展,除原有的三角网和纹理效果图外,增加了光影效果和分层着色三维图效果。在这部分里,详细地讨论了实现光影效果的不同算法的效率,并且找到一种高效地计算栅格顶点法向量的途径;此外,文章还讨论了三维分析中最基本的反投影变换实现过程,简要的论述了常见的三维分析方法以及地图代数在三维分析中的作用。 最后,文章对三维可视化模型提出了更为合理的单层多比例尺表达的实现模式,讨论了其实现方法以及数据组织形式:另一方面根据作者对模型的认识,从整体上提出一个全面的、开放式的应用程序构架构蓝图,为后续的软件开发提供支持。 由于时间有限,本文只是部分实现了三维可视化应用程序的功能开发,更多的功能与应用开发正在进行之中。总之,本课题的目的就是研究如何提升三维可视化程序的应用价值。