真实感图形一直是计算机图形学研究的前沿领域，在虚拟现实技术、科学计算可视化、多媒体教学、电影特技模拟、计算机游戏动画等许多方面，真实感图形学都一直发挥重要的作用。三维真实感地形是虚拟现实及可视化技术的基本组成部分。随着人们对真实感图形要求的不断提高，需要高度逼真的地形，需要海量的地形采集数据，而数据量可以说是无限的，我们面对是无限的数据量和有限的硬件水平的矛盾。本论文首先对地形纹理采用了线性插值交叉实现了不同纹理之间的平滑过渡，通过双线性滤波使得纹理映射、纹理计算和高程图相结合最终形成了整个纹理，为了避免纹理看起来过于光滑，增加了纹理细节图，这样使地形效果图更加真实自然。第二，分别讨论了三种地形建模：灰度值算法、断层构造法和中点位移法，最终通过实验实现了适合不同场景的效果图。第三，地形仿真与真实世界中的地形高程值一一对应，目前一般采用DEM的规则格网建模，但是随着测量技术的不断进步，人们获取地形数据的精度越来越高、数据量越来越庞大，必须通过简化技术来达到真实感和渲染速率的平衡，由于四叉树和ROAM的简化方法和思想是地形简化的经典，本论文分别进行了详细分析，并针对四叉树的节点评价机制、地形渲染优化问题、节点误差及基于二叉树渲染流程等等问题提出了自己的解决方案，最终通过实验绘制了真实感地形，获得了满意的效果。第四，在计算机在日常应用中如场景仿真技术、三维游戏、军事仿真系统等，对图形模拟和数据调度提出了严峻挑战。GPU相对CPU在海量数据处理和存储器带宽上有明显优势，本文就基于GPU分块方式的地形渲染有关四种算法进行了详细研究，并最终在总结前人的经验上提出基于ROAM的无缝分块方式思想。总之，本论文对地形纹理、地形建模、地形简化、地形渲染优化、地形结构分块等算法进行了详细研究和改进，从而使得在不影响视觉效果的前提下，最大化的减少硬件负担，本论文对今后的真实感地形研究提供了依据和帮助。