三维地形模型(Three-dimension Terrain Model)是建立虚拟场景地形环境的“骨架”,是实现三维地形环境可视化、可漫游和相关分析的基础。建立合理的三维地形模型,对于实现实时绘制虚拟地形场景,逼真模拟地形环境,实现虚拟地形环境中的分析功能及其它相关控制有着重要的意义。为了实现逼真模拟虚拟场景,地物及非地物的模拟与控制也是至关重要的,所以本文对树木、天空和飞行器的实现技术也作了相关研究。本文的研究重点在于虚拟地形的三维地形模型建模理论与方法。总结了前人在地形模型建模方法上所做的工作。着重研究了规则网格(RSG),以RSG建模法为突破口,深刻总结各种层次细节(LOD)地形建模方法的优缺点,提出了一种比较新颖的LOD地形建模法。该方法的优点在于:能够满足多分辨率建模、地表纹理更趋于平滑过渡、可完全避免地形裂缝等。其次,本文对于建立实时、连续视觉相关控制的三维地形模型及LOD地形模型简化技术也进行了初步研究与实验。最后,本文对于地形模型光照处理、高程数据获取等理论也进行了总结与探讨。