虚拟现实技术通过对真实自然环境的模拟，可以在计算机中展现一个逼真的虚拟数字环境，人们将其应用于娱乐、教育、训练等众多领域。虚拟现实技术仿真应用不仅要求可视化系统具有高度真实感，更需要保证良好的实时性，从而使参与者沉浸在虚拟数字环境中。三维地形是构成虚拟数字环境的重要组成元素，它直接影响着虚拟环境的真实感。随着人们对三维地形的数据规模和精度需求的不断增加，现有的普通计算机硬件条件成为大规模三维地形可视化的瓶颈。本文以多分辨率地形模型生成方法为基础，对大规模三维地形生成及可视化的关键技术进行系统研究。主要工作如下：以真实地形高程数据为基础，研究基于规则网格的多分辨率地形模型生成技术。给出三维地形的时空连续性解决方案，解决了多分辨率地形模型绘制时出现的裂缝和突跳问题；在传统的地形评价准则中引入地形特征属性因素，从而使场景在保留必要地形细节特征的前提下最大程度的简化地形网格；利用视域裁剪方案消除大量的冗余地形数据，提高了场景绘制效率。为解决大规模地形数据载入内存受限制的问题，研究了大规模地形数据分块化管理与调度方案。制定了大规模地形数据的管理原则，并利用分块化管理方案组织海量地形数据；建立基于逻辑块的地形数据重组织，保证了地形数据在存储空间上的局部连续性；给出了基于扩展视锥体的数据预测方案；实现双线程方式下大规模地形数据的预取调度和场景绘制，有效提高了系统内存的利用率。为了提高可视化场景的真实感，研究了基于四叉树结构的多分辨率纹理的映射方案。依据图幅纹理思想将原始地形纹理处理为多级纹理，并按照四叉树结构划分各级纹理，根据实时绘制的地形四叉树节点获取与之对应的纹理数据进行映射；利用基于缓存的纹理数据预取调度策略，加快了纹理数据调度速度。最后为了验证基于多分辨率地形生成方法的可行性，将地形生成及可视化的关键技术集成到可视化系统，实现大规模地形的交互式漫游。实验表明该可视化系统具有较好的场景真实感和实时交互性。