随着社会的发展,出现了越来越多基于三维地形可视化的应用需求,大规模三维地形实时绘制一直是人们关注的热点。在虚拟现实、计算机仿真、军事战争等领域,地形的实时动态绘制发挥着越来越重要的作用。本文的主要研发目标为,全面提升三维大场景的描绘效果,尤其面向于大型二三维地形场景的描绘,并提供自己的解决方案与实现方式,以有效减少系统内存的浪费,并合理管控和调配场景数据,以提升大规模地形描绘的效率和品质。首先,本文以高程信息、遥感影像、向量信息、倾斜摄影、全景影像等真实地形数据为主要数据源,综合剖析了当前地形通过可视化技术制图的有关技术问题,对当前地形数据组织结构与资源调度策略展开了研讨,并提供一个基于分级机制的三维地形绘制算法,对数据采用基于四叉树的多分辨率地形模型进行组织,对于可视范围采取基于包围盒的视域剪裁优化策略,对视域范围内需要调度的数据进行判断,并对数据进行简化。采用基于GPU的数据分页调度算法,合理有效地调用海量数据。其次,对BIM模型和三维地形模型的融合展开了研究。本文对BIM模型进行轻量化处理,通过大量的面片来描述模型的外形,并对相关面片进行折叠、去除等处理,以实现简化模型的目的。在此基础上,提出BIM建筑物模型与三维地形地面表面特征相互融合的方法,将地形模型的最低高程值作为BIM模型的底面高程,通过BIM模型与地形模型三角网重构的方式,实现了两种模型的完美融合,消除了两种模型之间存在的漂浮或下沉的不匹配现象。最后,设计并实现了一个大规模地形视景演示系统,验证算法的有效性和可行性。试验结果表明,系统在运行过程中有效降低了原始地理数据的增大对场景绘制质量的负面影响,充分发挥了GPU的加速能力,减轻了CPU的负担,有效提高了大场景三维GIS系统的工作效能。