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随着GIS应用的深入，人们越来越多地要求从三维空间来处理问题，3DGIS成为了GIS技术发展的新趋势之一。三维空间数据可视化是帮助人们认知空间的一种有效工具，是3DGIS区别于2DGIS最重要特征之一。地形三维可视化是三维空间数据可视化的重要研究领域，已经从早期静态地形的三维可视化发展到目前实时动态多分辨率地形三维可视化的阶段。为了实现实时动态多分辨率地形三维可视化，需要利用地形简化与多分辨率表示技术在保证数字地形模型对地形表面表达精度的前提下，减少数字地形模型的复杂度，最终使用较少的三角形表达原始地形。本文分析了多分辨率数字地形模型和地形简化与多分辨率表示技术的研究现状，在借鉴了三维计算机图形学、科学计算可视化、虚拟现实的理论和技术的基础上，通过多分辨率规则三角网模型对地形表面进行模拟，使用一种改进的实时优化自适应网格算法(Real-time Optimal Adaptive Mesh，ROAM)实现地形的简化与多分辨率表示。具体研究内容如下：
1.详细分析ROAM算法的原理，包括使用三角二叉树表示地形网格结构，通过双优先级队列驱动地形网格进行三角剖分，使用屏幕空间几何变形最大值作为误差度量来确定地形网格中三角形的优先级，以及渲染优化的两种方法，即视域体剔除和三角形条带化。并对ROAM算法的缺点进行总结，包括：使用三角二叉树表示的地形网格结构不适合三角形条带化，在地形网格三角剖分中维护双优先级队列的内存和时间消耗过大，以及优先级计算复杂导致计算量过大。
2.针对ROAM算法存在的缺点，提出对其改进的算法。使用三角四义树表示的地形网格结构适合三角形长条带化，使用四优先级队列驱动地形网格进行三角剖分，降低了优先级队列内存与时间的额外消耗，提出基于variance的视相关优先级计算方法，简单而高效；使用SGIStrip算法创建三角形数量尽可能多的三角形条带，实现地形网格三角形条带化。
3.使用Direct3D三维可视化技术实现ROAM算法和改进后算法。通过对实验结果比较和分析可知，改进后的算法性能提高了约3倍，地形网格相邻细节层次之间三角形数量趋于稳定。