三维化卫星云图的优点是显而易见的,同二维云图相比,比较明显地显示整个大气空间云团的分布及结构,增强不同层次的对比度,因而更易分辨出大气系统,可以为大气预报提供直观的依据。在这种需求背景下,本文探讨了基于红外卫星云图的云的三维表现。主要研究以下几方面内容:1.介绍了卫星云图数据的获得,探讨了面向三维表现卫星云图的处理方法,研究如何利用卫星云图作为云图三维表现的输入数据。阐述了云图三维表现原理,并依据大气探测学原理,分析了云团的局部浓厚性、整体不均匀性和过渡平滑性宏观特征。2.根据云图三维表现原理,从二维红外卫星云图得出云顶表面高度值,获取云的三维信息,类比地形数字高程模型,提出了云顶数字高程模型(DEMCT)的概念。结合云团宏观特征,分析了几种常用表面建模方法对云顶表面建模的适用性。3.根据云团宏观特征及真实感绘制要求,改进三角网格生成算法对云图表面三维建模,提出适当的颜色及透明度规则对三维云图进行渲染。研究三维云图与虚拟环境相叠加的方法,从坐标对准、视点变换、细节层次自适应三方面讨论具体要求,增强了云图的三维表现效果。4.设计实现了云图三维表现原型系统,实现基于红外卫星云图的云团三维建模、表现、处理和存储等功能,对本文研究的理论、方法进行了验证和实现。