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地理信息系统(GIS)是地理学、测量学、制图学、遥感学、图形图像学等学科融合发展形成的一门边缘学科.三维GIS是当前GIS研究的热点和难点,它与科学可视化、数值计算、虚拟现实等相关学科紧密相连的.当前相当多的三维GIS是运用矢量数据实现的,其三维空间数据模型的构建十分复杂,在实现过程中常用OpenGL、Direct3D、Java3D等三维图形库或三维软件来实现,而且通常是对实体表面的描述;而对于运用栅格数据来实现三维GIS,由于内存、计算机运算速度等条件的限制,只是一些尝试性的研究.三维可视化是三维GIS中最重要的一个环节.当前的三维可视化GIS很多是从二维发展而来的,Z值是以属性值存在的,所以仅仅能够表示表面的三维显示,无法实现真正的三维表示.本文主要研究的是运用栅格数据来实现三维可视化.换句话说,也就是Z值不是以属性值存在的,而是以一个完整的三维坐标(x,y,z)的形式存在的.由于栅格数据结构简单,无须复杂的数据模型的构建,而且在使用时对数据可以实现零初始化,所以运用栅格数据实现各种应用的研究是十分必要的.本文是通过对栅格数据的投影、消隐来实现实体的三维可视化,提出了一种可行的基于栅格数据的消隐算法.同时在显示的时候提供了多种投影方式,能够连续地进行各种空间变换,使得观察者能全面详细地看到三维的物体情况,也能够实现层次描述,观察各种剖面图以及属性的查询.课题主要做了以下几个工作:◇三维地理信息系统的研究意义,三维地理信息系统的研究状况,并且给出了当前国内外的一些研究成果以及三维地理信息系统的发展◇三维GIS概念的内涵、功能及特点等,并且研究了三维GIS的数据模型.◇三维可视化的理论基础,研究了包括投影及三维的几何变换、消隐、窗口到视区的变化、裁剪等计算机图形学的理论基础.◇三维可视化技术实现.主要针对栅格数据如何实现三维可视化,提出了改进的Z缓冲器算法和扫描线算法来实现消隐,并给出了相应的程序实现三维可视化,以提高运算及显示的速度,并进行层次显示.◇结论与展望