传统研究黄河的可视化方法有地图,以及现在的电子地图——强调空间数据在屏幕上的显示,而虚拟现实则注重三维图形的三维动态显示,它具有多感知性(视觉、听觉、力觉、触觉、运动等),投入感(Immersion),交互性(Interaction),自主感(Autonomy)等重要特征。利用虚拟现实技术,不但能够在多维数据空间仿真建模,而且能够帮助人们获取高层次的抽象类知识和形成新概念。本文在研究了国内外可视化理论(包括地图可视化、地学可视化和e-Science)的基础上,分析了虚拟现实与虚拟地理环境的概念、理论和方法。从解决实际问题的角度出发,探讨了黄河流域在现实中面临的主要问题,提出了虚拟黄河建设的必要性。然后,从技术层面上,分析了在虚拟黄河实际建设过程中,需要解决的主要技术问题:1)对国内外虚拟现实与虚拟地理环境的应用现状进行了分析,提出了虚拟黄河建设的应用研究模型。2)通过对虚拟黄河建设的总体分析和功能分析,提出了系统的设计方案,并对其中的关键技术进行了较为系统的探讨。3)详细探讨了大规模地形建设和体元建模技术的实现方法,并最终确定了利用Terra Vista建设大规模地形、利用Creator进行建模的技术方案。4)通过对三维图形开发工具OpenGL的原理、实现的功能、基本函数用法、动画技术等的分析,提出了在虚拟黄河建设中OpenGL技术的具体应用实现方法,实现实时动态漫游显示。5)利用MO实现三维场景与二维电子地图的互响应,充分发挥了三维场景与二维电子地图的优势,有机地结合了二维电子地图的宏观性、整体性、简洁性和三维虚拟场景的局部性、现实性、直观性的优点,同时又克服了二维电子地图的抽象多义性和三维虚拟场景漫游的方向迷失感。