随着物质生活水平和科学技术的不断发展,观看者对视觉效果的期待和要求不断地提高,传统的显示工艺已经跟不上时代的进步。能给人更多真实感的三维显示方式蓬勃发展,例如全息投影和3D电影技术。但是现有的三维显示技术都存在着外设和观看自由度的限制。本文实现的基于三维实体沙盘的三维显示系统研究是基于实体硬件结构的,通过在实体沙盘机械装置的每个柱子顶部以及四周安装多个LED灯,对恢复的地形地貌特征进行显示,以达到提高整体显示效果的目的。本文的研究主要包括多源数据的获取以及预处理、三维沙盘显示数据数据结构的设计与二维图像的映射算法设计,以及基于OpenGL的虚拟显示系统的构建。其中,多源数据获取途径包括资源卫星传回数据及基于无人机拍摄图像的三维重建点云数据,对不同来源的高程(DEM)数据和颜色(RGB)数据进行预处理,包括格式调整、数据抽样、构建虚拟网格、颜色数据融合等。数据结构关键是矩阵和链表的结合使用,使之可以较为高效的存储显示所需数据。二维图像映射算法主要是用来解决航拍拍摄的正投影二维图像到多维空间的映射,映射结果与显示发现方向上高程数据的分布有关,映射算法同时解决了高程和颜色数据不同精度之间的转换问题,将映射之后的数据按照定义的格式存储到设计的数据结构中,为后续的虚拟显示系统构建和下位机运行提供数据支撑。最后,使用OpenGL建模库对机械模块进行几何建模,并使用画笔进行渲染,最终实现了三维实体显示系统的虚拟化,提升用户体验,保证下位机运行质量。