"数字地球"构想的提出与"数字城市"建设的兴起,是近年来信息技术迅速发展的必然结果,是城市信息化建设的新模式.作为实现三维可视化的主要应用技术,虚拟现实技术成为解决数字城市可视化的核心,是数字城市建设的关键支撑技术之一.目前,虚拟现实技术面向城市应用领域的一个研究热点是三维城市景观视景仿真技术,它是一种非沉浸的、可交互的三维可视化模拟技术,它的研究旨在为城市的规划、管理、开发提供一个基于PC环境的廉价的三维可视化平台.三维视景仿真研究的内容涉及广泛,该文选择在重建三维城市景观过程中的两个关键性技术--三维场景数据库与场景可视化作为研究重点.对于三维场景数据库,该文使用基于TIN(不规则三角网)的三维表面模型来描述城市景观的各种单独实体,用场景图技术将它们有机地组织起来.在该基本框架下,分析了构成数据库的基本单元--节点的数据结构、数据库的组织体系、存取方法、查询处理等方面,初步构建了一个适合虚拟现实表达需求的三维城市景观数据管理系统.在三维场景可视化方面,首先分析了基于场景图技术的优化原则与策略,并提出提高系统实时可视化性能的一些措施:有效的场景数据组织、LOD技术的应用、执行各种场景剔除操作、调整场景节点的"粒度"等.三维交互设计是虚拟现实的重要特性之一,是虚拟环境提供给用户与虚拟世界之间直接通讯的手段,它建立在场景可视化基础之上.该文对它在PC环境下的实现作了一些技术上的分析.另外,该文探讨了三维城市景观建模的技术,提出了一套适合小区域虚拟现实应用设计的建模流程.最后,我们进行了三维视景仿真应用设计实践,通过对比各种三维图形开发工具、场景图组织、三维建模、可视化与交互方面的软件技术,选择了OpenGL图形库、Cosmo3D场景图开发包作为基础平台,实现了一个集场景管理与漫游为一体,提供多种交互手段,面向三维城市景观表达的桌面虚拟现实应用的原型系统.