基于大规模地形数据的全球多分辨率地球模型已经成为当前最为热门的研究课题之一,被愈来愈广泛的应用到诸多行业,如地理信息GIS、航空仿真、外景探测、虚拟战场态势、医学图像、3D网络游戏等行业。设计并实现合理而又高效的地形数据组织调度方式、以及地形实时绘制方式是本文所要实现的可视化系统的关键所在。因此,本文针对上述关键问题,实现了一个大规模球形地形可视化系统。本文在实现可视化系统的过程中,主要研究工作包括:(1)实现对地形数据的组织调度:采用基于等间隔经纬度的构建方式并结合LOD技术对地形数据进行分层分块组织;并采用多线程并行机制对地形高程和纹理数据进行调度。(2)实现对大规模球形地形的实时绘制技术:采用基于四叉树的瓦块实时绘制算法构建地形四叉树网格,并对地形网格根据视锥、地形块纹理投影面积、地形块高程投影误差进行节点更新操作。(3)采用基于四叉树的LOD多层次分辨率技术、视域可见性剔除技术等提高绘制效率;(4)实现模拟天空、光照、海洋以及地形晕渲效果。本文选用Blue Marble Next Generation数据源作为可视化系统的原始数据,并对这些地形高程数据和纹理数据进行分层分块,生成具有不同分辨率的具有唯一LodID号的地形数据块Patch,并通过数据调度模块创建的两个子线程进行调度数据;本文采用基于四叉树的瓦块实时绘制算法对地形网格进行剖分建模,生成50棵四叉树,各个四叉树节点都表示具有不同LodID号的地形块Patch,同时由于可控摄像机视点的不断变化引起的视点周围相邻地形块边界出现较为明显的裂缝和跳跃问题,本文也对这类问题实现了解决方式;为了加强可视化系统的真实感,本文特别实现了天空、海洋、光照等模拟效果;最终利用GPU的可编程渲染管线对本文所实现的系统进行绘制渲染,以提高绘制效率。