三维地形的可视化在虚拟现实、三维GIS、地形漫游、城市规划等领域有着广泛的应用。但随着数字测量技术的飞速发展，人们可以获取到精度越来越高的地形数据，相应采集到的数据量也越来越大，这就导致了大数据集地形模型的复杂度远大于图形硬件实时处理能力。所以人们在利用性能更高的计算机的同时，也提出了多种简化模型的技术和算法，其中建立地形的LOD(细节层次模型)的方法是地形模型简化最有效的方法之一。 在三维地形可视化系统中，地形通常以DEM(数字高程模型)来表示。DEM可由规则格网(GRID)、规则三角形网(TRN)、和不规则三角网(TIN)三种数据组织方式来进行构建和表现。其中前两者的优点是：数据结构简单，算法实现容易，某些空间操作及存储方便。但不足之处是：不规则的地面特征与规则的数据表示之间的不协调。后者的优点是：适应地形特征的可变分辨率数据量要求，即当表面相对单一时，在同样大小的区域TIN需要少量的数据点，约束的TIN还可考虑地形特征点和特征线，与不规则的地面特征和谐一致，易于更新，可适应各种分布密度的数据等。它的局限性是：数据存储量大，算法实现比较复杂和困难。 本文主要针对规则格网数据和不规则格网数据分别进行了研究。 对于规则三角网数据，本文提出了一种与视点相关的LOD地形模型生成方法。其中重点研究了： (1).规则格网数据的四叉树结构的建立。 (2).简化误差的度量。此误差度量包括静态误差和动态误差两种情况。文中使用顶点到其一个平均平面的距离作为该顶点的静态误差，该距离能够很好的反映该区域地形的起伏状况，如起伏较大，就使用较细层次对其进行描述；如起伏较小，就可对其进行简化，使用较粗层次来进行描述。对于动态误差，本文使用了视点与绘制点之间的距离和视线夹角的关系作为其误差标准。经过实验，此误差度量标准能取得不错的地形显示效果。 (3).由于在运用树数据结构对地形进行多分辨率表示时，会出现天然的“裂缝”现象，如不对其加以处理，将严重影响地形的最终生成。本文采用了基于顶点依赖关系的强制分裂方法，有效地消除了拼接裂缝。 (4).在该方法中使用了纹理和纹理映射技术，提高了地形的真实感。 对于不规则三角网数据，本文使用的是基于顶点删除的LOD地形模型的生成方法。此方法中重点研究了Delaunay三角网的定义及其性质，基于三角网生长的Delaunay三角网剖分算法的设计和基于顶点删除算法的模型简化。 其中区域生长自动连接的思想是：首先生成一个满足条件的初始三角形，然后以其中的3条边为扩展边向3个不同的方向寻找满足条件的点，生长成新的三角形，再以新的三角形的边为扩展边向四周生长，直至所有的三角形都被扩展一次。算法的关键在于：每一个三角形的生长，而三角形生长的关键又在于对每一条边的扩展，扩展的实质是对第3点的寻找。 对于顶点删除算法：首先需要对顶点删除的标准进行确定；其次，当该顶点符合删除标准后，要对其删除后留下的多边形空洞重新进行三角化。本文使用了一种简单高效的重新三角化方法，取得了较好的效果。 本文设计并实现了基于上述两种简化方法的地形简化原型系统，其中一个系统以上述改进的与视点相关的连续LOD地形模型生成方法为核心，经过数据的测试表明：该地形实时连续LOD算法具有较高的效率，此原型系统实现了三维地形场景的交互式漫游，为以后的进一步研究奠定了坚实的基础。另一个系统采用基于顶点删除的LOD地形模型的生成算法，该系统目前只实现了生成多个离散的层次。