随着“数字地球”和“全球信息网格”概念的相继提出,建立全球化的,具有多分辨率结构、海量数据的大规模虚拟地形场景受到人们越来越多的重视。如何构造一个全球化的多分辨率地形场景成为人们一个迫切的需求。尽管在之前已经有相当的地形虚拟场景软件及相关研究,但也研究对象大部分是基于局部的、小范围的虚拟地形场景。在这种情况下,从平面地形扩展到球形地形,这种扩展并不是单纯数据量变大了,而是由数据量变引起的一种质变。在这个转变过程中,等待我们的,将是困难与挑战。本文开头两章介绍了球形虚拟现实的课题背景,从“数字地球”的提出以来,人们对构造一个全球化的、高分辨率的地形可视化系统的需求越来越迫切。在这种需求之下,在过去的时间里广大科研工作者与相关企业通过不懈的努力,不断的推动着地形虚拟可视化领域向前发展。然后简单描述了当前在相关领域的国内外研究现状,并着重介绍了在地形虚拟现实中需要用到的关键技术,包括地形数据类型,大规模的地形数据存储模型以及地形可视化的多分辨率模型的构造。面对全球化的大规模地形数据,本文专门设计了一种针对海量地形数据的外存模型。首先将全球化的地形数据按照球形地形和平面地形两种需要,划分成两种不同规格的规则地形小分块。然后通过对每个小分块进行四叉剖分的形式建立一种层次结构,再按照本文设计的低冗余存储模型对分层数据进行存储,大大减少了地形数据存储过程中的数据冗余。除此外,在存储过程中本文引入了静态误差作为地形起伏度的特征变量,有效的提高了后续地形可视化的效果。在完成了地形数据组织之后,本文设计实现了一个全球化的球形地形实时渲染系统。系统根据当前用户视点距离到地球球心距离,可以适当的选择球形地形和平面地形两种地形绘制效果。在绘制过程中,本文采用了视点视觉相关的动态误差评判标准来进行地形块多分辨率的构造,并引入了基于视点移动的数据预加载功能和基于视觉敏感度的地形裂缝消除方法。最终实现了一个可供用户实时漫游的球形地形可视化系统。随后本文还结合当前计算机图形学以及计算机硬件的发展,对地形虚拟现实这一领域的发展趋势作了进一步的展望。