DNA承载着重要的生命信息和意义,在生命科学领域有着至关重要的作用。AFM(原子力显微镜)是一重要的纳米操作工具,在DNA操作当中有着举足轻重的作用。AFM是微纳米领域主要的扫描成像和操作工具。正常的操作流程是扫描——操作——再扫描,即首先扫描一副图像然后再在图中进行操作,最后再进行扫描验证,效率比较低。为了提高效率,出现了AFM沉浸式操作系统。该系统拥有视觉和力反馈,其过程是：以物体的运动模型基础,根据受力分析,预先估计其操作后的位置并显示出来,同时探针开始扫描,并及时更新操作界面,以达到实时视觉反馈的目的。但是这些运动学模型主要针对的是纳米颗粒和纳米棒等刚性物体,缺乏对柔性物体如DNA的模型的建立。本论文共分为五章。第二章节在基于前人工作基础上对DNA的模型进一步研究和仿真。通过DNA拉伸曲线将其简化成弹簧—质点模型,并进行相应的受力分析和讨论,使用matlab程序进行了相应的仿真,验证了其有效性。在本章的附录中列出了相应的matlab仿真源程序。建立模型后需要将DNA在操作界面中仿真出来,以达到视觉反馈的效果,因此需要重新建立DNA。第三章和第四章主要是进行了DNA图像的重构工作。第三章重点进行DNA的预处理。在扫描过程中,由于探针的几何形状,会出现一定的展宽效应。在这一章节里,运用数学形态学的一些基本运算和方法,对DNA扫描图像膨胀过程进行了详细的数学解释,并进行了相应的腐蚀操作,得到了满意的腐蚀结果。第四章主要讲了DNA的图像学处理。在这里运用了图像预处理、平滑、滤波、二值化分割、边缘提取、骨骼线分割等相应的图像处理方法,最终得到了DNA的几何特征图形和数据。通过这些数据可以重新构建相应的DNA图像。由于数学模型的不准确性,在实际中可能会遇到很多误差,因此需要一个合适的校正反馈进行实时的校正。在第五章建立了DNA操作的软件界面程序,使用了局部扫描校正方法来进行在线更新。分别列出了关键的程序设计流程,以及各个操作的实验结果。本文主要提出了在基于DNA模型基础上进行了局部扫描的校正的方法的解决方案,以达到较高可信度的可视化仿真,为当前柔性物体如DNA分子的高效率操作提供一种积极的思路,具有重要的指导意义。