随着海洋在政治、经济、军事领域的战略意义日渐凸显,人们对海洋的探索和研究呈现蓬勃发展之势。谁能够掌握海洋的客观规律,充分利用海洋资源,谁就占据了发展的先机。海洋环境数据分析是海洋探索的重要手段,为海洋环境数据建立符合海洋特点的高效数据模型,是充分了解、利用海洋信息的前提;同时,对海洋环境数据的可视化,使抽象数据直观具体,将有利于人们掌握海洋的本质和内涵。论文围绕海洋环境数据场的建模、矢量场数据插值、矢量场可视化三方面内容展开研究,针对存在的问题,提出了相应的解决方法和思路,论文的主要工作如下:(1)在数据场建模方面,提出了基于时空格网二维基态修正模型的海洋环境数据场建模方法。首先分析了海洋环境数据的特点,针对现有模型的不足,提出了更符合海洋特点规律的海洋环境时空格网二维基态修正模型。该模型以同一年初始月数据为基态数据,以差文件的形式存储其他月份数据,形成“基态年不同月份”数据维度;然后以该维度中各月份数据为基础,对不同年的相应月份再次记录差文件,构建“不同年相同月份”数据维度,从而形成二维基态修正模型。最后基于此模型,实现了海洋环境数据建模。提出的模型较大限度地减少了数据冗余,更有利于海洋环境数据的分析。(2)在矢量场插值方面,基于流体的运动规律和特点,提出了基于拉格朗日流体质点运动模型的矢量场数据插值算法。算法首先对所研究区域内的流体进行拉格朗日质点建模;然后选取距离待插值点最近的六个采样点,基于拉格朗日模型估算其下一时刻的位置;利用采样点前后两个时刻的位置坐标,解算出区域流体运动方程的待定系数;最后根据运动方程确定待插值点运动后的位置坐标,进而反推出任一点矢量数据。算法采用二次多项式对区域流体运动进行拟合,更符合区域流体的运动规律,所得插值结果更为精确。(3)在矢量场可视化方面,分析了经典线积分卷积及其改进算法在表达矢量场强度方面存在的不足,提出了一种基于场强驱动的纹理可视化算法。算法首先将矢量场强度与输入噪声纹理结合,生成场强驱动的输入噪声纹理;然后利用线积分卷积得到灰度输出纹理;最后基于伪彩色增强映射出既能展现矢量场方向,又能反映矢量大小的彩色输出纹理图像。该算法所得到的彩色输出纹理能够清晰、明确地展现矢量场的全方位信息。