近年来,快捷高效的大规模三维城市建模与绘制技术在军事国防、城市规划、数字化文物保护、交通导航、反恐怖活动和游戏数字娱乐等领域的应用需求迅速增长。传统的三维城市建模方法往往采用交互式几何建模工具软件,但由于城市各类建筑物数目众多,这类方法耗时耗财、效率十分低下。而若仅凭遥感图像,由于缺少地面建筑物的高度数据及侧面纹理图像,建立的城市场景缺乏真实感。本文提出了一种大规模城市场景高效建模及实时绘制的新方法。对于城市场景的建模,我们提出并实现了基于模型模板库的过程式城市建模算法,采用虚实相结合的方法,高效生成大规模城市场景的各种风格建筑及小区布局。在城市场景绘制时,采用基于分页式的场景剔除及场景简化等技术,并考虑气象条件的影响,利用OGRE绘制平台,真实感地实现了大规模复杂城市场景的实时漫游,并实现了雨、雪等气象条件对城市场景的影响,场景平均绘制速度达到20帧/秒。本文第1章介绍了研究选题的背景和意义,回顾了前人的工作和研究现状,简述了本文工作的主要研究内容。本文第2章提出了提出并实现了基于模型模板库的过程式城市建模算法。该算法首先通过建筑物的航拍图及地面拍的图片来分层构建单体建筑物的几何与纹理,从而构建出该城市的建筑模型库;然后通过城市的小区规划图生成小区模板库。结合这些模型模板库,高效地生成大规模城市场景的风格建筑及布局。本文第3章介绍了大规模城市场景的实时绘制。首先简要介绍了OGRE绘制平台;讨论了城市绘制的脚本设计;然后描述了实现城市场景实时绘制的各种技术,如分页式地形管理、场景数据动态装卸载及场景简化及剔除技术等;并讨论了雨雪气象效果的绘制模型,并展示出大规模城市场景实时漫游的各种效果。在论文的最后,作者对本文的研究工作进行了总结,并提出了进一步的研究方向和任务。