三维地理信息系统是地理信息系统的一个重要分支,自从上个世纪80年代末以来,三维地理信息系统就一直是研究和应用的热点,其研究范围涉及数据库、地理信息系统、计算机图形学以及虚拟现实等多门学科领域。三维地理信息系统的迅猛发展代表了GIS发展的趋势和方向。而基于三维GIS的虚拟场景与气象系统是三维地理信息系统的一个重要研究方向。 本文作者在开发基于虚拟场景的气象系统(SeiVWP)的过程中,对系统中的几个关键技术进行了设计和实现。其中大规模地形数据调度和多分辨率纹理贴图技术为构建真实感三维地形效果提供了实现基础。对三维气象的模拟是本文的重点和核心部分。其中对三维云的模拟重点放在静态云的建模和实时绘制上。 目前,模拟自然气象的技术大多数都是以各种天气现象的物理形成过程为基础,在对数学模型进行适当简化基础上通过计算机模拟显示出来。如果把这些技术直接应用到三维GIS中,在现有的硬件条件下,很难满足实际应用的需求。因此,本文对自然气象的模拟是以实际应用为向导,以满足自然气象模拟的逼真度和实时绘制速度为最终目标。三维气象可视化的一个重要问题是对气象数据的调度,论文最后也给出了一个气象数据调度模型。 SeiVWP系统的目标是建立一个基于三维虚拟场景的气象系统,为三维场景应用于气象模拟,查询分析和预报进行有力的支持。该系统目前已被沈阳军区气象水文局采用,并成功投入使用。总之,本文在大规模地形调度、多分辨率纹理贴图以及三维气象模拟三个方面进行了设计和实现。以上这些技术都已经成功地应用到SEI教研室自行研发的基于虚拟场景的气象系统(SeiVWP)中,并得到了应用与检验,最终结果达到了用户的要求。