三维城市视景仿真技术一直是地理信息系统和虚拟现实技术应用的一个研究热点，近几年“数字地球”概念的提出和“数字城市”建设的兴起，加速了该技术的发展。本文以当前的地理信息系统（GIS）、计算机图形学与视景仿真、虚拟现实等领域的理论和技术作为基础，围绕城市景观实时渲染与三维交互技术进行了较深入的探索，提出了若干新的方法，主要工作如下： 1、对城市景观三维建模与动态简化技术进行了研究。在分析景观信息特征及其表达的基础上，对城市地形景观和地物景观的各种建模方法进行了分类比较，分析了其优缺点，指出了其应用的适宜场合；在对多分辨率地形和地物模型研究进展回顾的基础上，提出了作者自己研究的视点相关实时LoD地形模型和地物模型的动态构建算法，两算法不仅考虑了地形、地物模型自身的复杂程度，还考虑到了与视点的位置关系及与视线的方位关系，更加符合视觉规律，并且在节省计算机内存资源，数据操作的方便性等方面具有较大的优势，两算法构建的地形、地物模型在保持视觉效果的同时，提高了渲染速度，满足了实时交互的要求。 2、对三维城市场景数据管理方式和实时渲染优化技术进行了研究。在分析常见场景数据管理模式的技术基础、优缺点的基础上，应用有向无环树状场景来组织管理三维城市场景数据，介绍了场景图的面向对象组织方案，并基于场景图，论述了城市三维场景数据库的构建方法、构建过程、遍历机制与索引机制，同时阐明了其实现方法；对影响三维城市可视化实时性的因素进行了分析，论述了基于场景图，应用LoD技术、视景体剔除与遮断技术，对三维场景绘制的实时性进行增强优化的策略。 3、对城市场景及景观的三维交互技术进行了研究。基于Pc机和普通的二维鼠标，研究了三维场景的交互技术，推导了基于四元数的三维物体旋转变换运算和二维鼠标的三维仿真运算的数学公式，建立了三维场景及地物景观多种 交互方式的数学模型，论述了三维城市场景中景观实体选取与可视化操作的实现技术，并阐明了其程序实现方法。 4、在上述技术和算法的基础上，从底层开发建立了一个基于普通微机的三维城市视景仿真实验系统，并结合几个应用实例论证了本文所提出的相关理论、实现技术及算法的正确性和实用性。