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面向网络、海量地形数据的可视化和空间分析是地理信息系统(GIS)、数字地形模型(DTM)、科学计算可视化(ViSC)、虚拟现实(VR)、计算机网络等技术相结合的产物,是目前数字地球研究的热点和前沿方向之一.常规的数字地形系统缺乏针对分布式、海量空间数据的处理能力,如何在现有网络带宽的前提下对海量地形数据进行实时可视化和高效的空间分析,成为数字地球发展和实现的瓶颈问题.针对面向网络、海量地形数据的可视化和空间分析,该文主要在以下方面进行了研究:[1]首先从地形可视化及空间分析的发展历程出发,探讨了地形三维可视化及地形空间分析的概念、功能及意义;结合这一领域的研究现状,提出了该文的选题依据、主要研究内容和写作框架.[2]地形可视化和空间分析的基本原理是该文研究的理论基础,如何在网络环境下显示海量的、近乎真实感的地形数据以及如何在数字地形上实现空间分析是系统得以实现的根本.在此基础上,该文设计了适用于网络、海量地形数据的可视化和空间分析的框架,并给出了系统的研究思路、数据流程和数据结构.[3]针对常规方法处理海量地形数据时内存占用量大、CPU负载重的不足,该文采用了水平方向上分块、垂直方向上建立LOD模型的策略来实现地形的三维显示和空间分析.通过数据分块和动态调用,系统管理的数据量可以不受计算机内存的限制;通过在每一个分块内部建立LOD模型,可以在视觉误差或空间分析精度与处理效率之间寻求合理的平衡.在数据分块上,采用了较为灵活的规则分块方法,将海量数据划分为系统方便操作的块;在LOD模型的建立上,系统采用了增量的生成和存储方式,避免了常规LOD模型冗余存储的不足,并为海量地形数据的网络传输提供了极大的方便.[4]根据设计中的系统总体框架,基于上述的数据组织、处理、增量LOD模型的生成、调用等关键技术,该文采用VC++、OpenGL、ActiveX以及Socket等语言和技术实现了一个面向网络、海量数据的地形三维可视化和空间分析系统——GeoScener,重点对海量地形数据的三维显示、空间分析、基于网络海量地形数据的渐进传输以及空间分析结果的表达进行了探索.理论及实践证明,该系统对网络的负担较小,地形的显示和分析效率较高、效果较好,对于能够处理的数据量无限制.最后,对论文的主要研究成果、创新点进行了总结,并对后续的研究工作进行了展望.