在Windows Vista的问世和双核CPU的引领下的计算机软硬技术的不断提高的形势下,越来越迫切地需要GIS在三维可视化领域全面拓展,面对Google Earth的强烈冲击,人们缩放地球仪的同时,便能看到不同尺度的地理信息,国内3DGIS工作者面临着非常巨大的挑战,然而不论是国外产品还是国产软件,当前的“数字地球”都存在着共同的问题:第一,作为商业软件,Google Earth和LTEarth没有地球仪演示功能;第二,作为网络软件产品,Google Earth和LTEarth等无一例外地需要在网络服务器上下载大量数据,造成本地显示速度明显迟滞;第三,系统开发成本及市场售价很高,大大限制了其实用价值,尤其是无法发挥数字地球应有的全方位教育功能。三维数字地球仪可以被认为是数字地球的子集,其研制中所涉及的原理与方法是GIS在三维可视化研究领域的最基础问题之一,有效搭建一个具有自主知识产权的三维数字地球仪系统,是最终实现数字地球的一个关键步骤之一。三维数字地球仪可广泛应用于工业、农业、教育以及社会生活各领域。OpenGL的强大的功能为三维数字地球仪系统提供良好的开发平台,随着计算机三维可视化的发展,OpenGL的功能也会更加趋向稳定与兼容。通过OpenGL,软件技术和地学理论,特别是数字地球的深入研究,使得三维数字地球仪的搭建已成为可能,本文以面向对象的软件设计方法完成了三维数字地球仪初步研制,为形成一套具有自主知识产权的软件系统开展了一系列实验研究。论文在认真总结Visual C++面向对象程序设计语言和OpenGL函数库各自优点的前提下,分析了实验开发的可能性和可靠性,进而论述了在Visual C++开发平台之下基于OpenGL的三维数字地球仪的建模原理与开发技术,先后完成了该软件原型系统的总体设计、详细论证、开发实施及分析评价。其主要内容包括:(1)地球仪三维模型的建立。尝试用不同的方法创建地球仪模型,并分析总结不同方法的特点;(2)三维数字地球仪教学功能的实现。围绕地球仪及其软件系统的教学功能,进行了大量实验,初步实现了面向教学的核心功能。(3)三维数字地球仪GIS基本功能的实现。主要包括基于三维球体的GIS信息查询功能和球面距离量测功能。其中,信息查询功能突破了传统二维GIS的查询功能局限,为未来软件系统的进一步完善奠定了坚实的理论基础和技术积淀。