随着计算机图形学与虚拟现实技术的不断发展,三维可视化技术在越来越多的领域得到了广泛应用。通过三维可视化技术对地月系统进行仿真模拟,能够给人以直观、形象的感觉,并为不同领域的专家协同研究地月关系提供一个相互交流的平台。地月模拟三维可视化系统不仅是计算机图形学、虚拟现实技术、地理信息科学和天文学等多门学科的结合,也是一次时空数据表达与分析方法的尝试,通过地月模拟系统的可视化展示,为地月关系的分析和研究提供了一个可供参考的原型系统。本文对以下几个方面的工作做了重点研究:(1)利用NASA/JPL提供的星历文件,结合切比雪夫插值多项式原理内插得到月球轨道参数,并根据坐标变换的一般原理将月球轨道参数转换到地月模拟坐标系统中。(2)论述了基于三维虚拟地球的地月场景可视化原理和方法。从地月模拟系统的场景图管理、三维虚拟地球下海量数据的组织、地月场景三维可视化的关键技术及优化策略等方面进行了阐述。(3)基于现有的三维虚拟地球软件osgEarth构建地月模拟三维可视化系统,实现地月场景基础地理数据和月球纹理及轨道数据的一体化展示,并完成对整个三维场景的随意视点切换和无缝浏览漫游。(4)结合具体的自然现象,通过地月模拟系统量算现象发生前后地月之间距离的变化,并与真实的科学数据进行对比,对本论文提出的相关理论、方法和技术以及试验系统的有效性和可行性进行验证。