科学计算可视化是通过使用计算机开发应用系统，把通过实测或数值计算获得的大量抽象数据转换为人们可以直接看到的计算机图形图像。它不仅是计算结果的可视化还可以是计算过程的可视化。　　 地层三维可视化技术是科学计算可视化在地学领域的应用，它能将大量的地质勘探数据转化成三维的地质图形图像，对地质勘探、矿藏预测分析、城市建设等具有十分重要的作用。由于它有着广阔的应用背景，近来越来越受到人们的关注。地层的三维可视化就是把现实世界中的地层及地质实体通过一系列的计算机图形学技术进行仿真实现，将大量的地质勘探数据反映到二维屏幕上来，产生三维立体感图像，并应用于实际的生产中，其要点就是创建三维地层的二维图像。　　 随着遥感技术的产生和发展，产生了大量有关地球空间环境的信息需要处理。与此同时，计算机技术和空间技术也迅猛的发展起来。其中，虚拟现实技术和科学计算可视化技术的发展使得地理信息的作用日益突出。地理信息系统提供了存储、处理、分析和管理地理数据的环境，以前平面的静态的地图及电子地图已经不能满足当前需求。用户希望用一个动态的、三维可视化的、交互的环境来处理、分析、显示多种地理数据。三维可视化可以将计算结果用图形或图像形象直观地显示出来，从而使得许多抽象的、难于理解的原理和规律变得容易理解。人们对三维地图的认识也是随着现代数学、计算机图形学、计算机科学等理论和技术的发展而深入，该领域已经达到了高度真实感的阶段。地层三维可视化是随着地理信息系统的出现而逐渐形成的，具有动态化和可交互的特点。地层三维可视化技术是指在计算机上对来自地表下的地层数据进行逼真的三维显示、模拟仿真、空间分析等内容的一种技术。它涉及到计算机三维图形学、地理信息系统、虚拟现实技术、计算科学可视化、遥感等众多学科领域，并且在各个领域都有广泛的应用。　　 本文系统深入地研究和分析了国内外计算机图形学、三维GIS及基于钻孔数据的三维建模中有关地层三维可视化知识的基础上，利用三维图形软件包OpenGL对三维图形进行显示的基本原理和技术进行了讨论，详细介绍了模型变换、坐标系之间的变换、投影变换和明暗处理及光照模型等基本原理。对基于OpenGL的三维地层可视化技术进行较为系统的探讨，着重研究以下几方面的内容：　　 (1)三维地层建模的数据基础是钻孔数据，钻孔数据越丰富，越能够真实描绘出这些信息的空间分布规律。但钻孔数据的获得成本较大，而且钻孔数据的数量一般不能满足三维建模的要求。因此，需要依靠钻孔数据通过插值算法计算出各个地层层面未知点的高程值。本文研究了不规则三角网的生成算法。简述了地层模型的构建原理，对运用Delaunay三角剖分生成不规则三角网模型过程以及在此过程中运用的内插算法进行了深入的研究。　　 (2)着重研究了三维图形在计算机上显示的基本原理。详细介绍了三维图形显示过程中三维空间中物体的平移变换、旋转变换、缩放变换、投影变换等，并且从几何的角度分析了这几种变换的实现原理和其在OpenGL中相应的实现。　　 (3)根据OpenGL三维图形库和其工作原理，介绍了OpenGL的各个函数库的API函数包括核心库gl、实用库glu、辅助库aux、实用工具库glut、窗口库glx、agl、wgl和扩展函数库等。然后介绍了OpenGL生成三维真实感地层的基本过程，主要包括：建模、空间变换、光照处理、阴影处理和纹理映射等，并对前面所述的三维真实感地层生成的基本过程进行了详细剖析。本文采用Microsoft VC++6.0作为开发工具，使用OpenGL作为三维图形应用程序接口，建立了基于钻孔数据的三维地层可视化系统。在使用微软的VC++6.0为开发工具时，主要是基于微软的基础类库MFC进行OpenGL三维地层可视化的编程实现，这样既可以充分的利用MFC的基于Windows的应用框架和其中的窗口和消息管理函数又可以充分利用OpenGL中的有关三维建模和图形绘制方面的函数。　　 (4)根据钻孔数据和各种建模需要，实现了相应的算法并建立了三维地层模型，并在三维地层模型显示的基础上实现了三维地层模型的剖分操作。主要介绍了用垂直于xoy坐标平面的平面对地层模型的进行剖分过程、截面与空间三角形的相交处理和剖切之后剖切面的缝合。　　 (5)地层是指在一定的地质历史时期所形成的层状堆积物或岩石。因此，在同一地层内的地质属性变化相对较小，为了简化模型，一般认为同一地层内的地质属性是相同的，不同的地层通常具有不同的地质属性。在实际的建模过程中对地层的研究转化为对地层层面的研究，地层层面是地层与地层之间的分界面，它可以唯一的标示与其上面和下面紧邻的地层。对地层的研究是进行三维地层建模的基础，因此，本文对地层的划分理论进行了详细的介绍。