海洋蕴涵着丰富的矿产、能源、渔业等各种资源,是国防建设、经济发展和军事斗争的主要场所,具有重要的经济与军事意义。现阶段,在海洋开发利用和军事斗争准备过程中积累了大量的海洋数据资料,海洋水文数据作为海洋基础信息数据的重要组成部分,是研究海洋物理性质,分析海洋中风、浪、流活动的变化过程与规律的重要依据。如何有效组织和管理这些数据,进而实现海洋数据的多维动态可视化表达,将海洋信息直观地呈现给用户,是海洋可视化研究的重要内容。本文对海洋水文数据可视化表达的关键技术进行了研究,并将水文数据分为标量场数据和矢量场数据分别研究其可视化实现,在此基础上构建了水文数据可视化原型系统。本文的研究内容及成果主要包括以下几方面：1.从理论上阐述了海洋水文数据可视化表达的研究背景与研究意义；总结并分析了海洋数据可视化技术及平台的研究现状；介绍了本文的研究内容及组织方式。2.从海洋水文数据的来源及获取,数据特点和军事价值等方面对水文数据进行了综合分析;介绍了水文数据的模型构建以及基于NetCDF的数据存储方法；利用时空插值方法对海洋水文数据进行预处理,并分析了常用的可视化方法。3.实现了水文标量场的球面体绘制。针对基于GPU的光线投射算法在球面表达的缺陷进行算法改进,针对水文数据深度方向不均匀性,基于纹理数组的方式组织体数据纹理；考虑地球曲率,通过坐标转换完成体数据的重采样,并利用虚拟八叉树剖分对算法绘制加速；给出了体绘制过程中视锥体裁剪问题的解决思路,实现了直接体绘制结果的自由观察。4.采用基于纹理的方法实现了水文矢量场瞬时和动态可视化效果。在瞬时矢量场可视化中,提出基于GPU加速的LIC算法,利用流线自适应跟踪方法改进了可视化效果；在时变矢量场可视化中,利用背景纹理卷积的方法,改善IBFV算法生成图像模糊的问题,并且通过数据的动态调度实现了时变矢量场的动态表达；提出矢量大小基于直方图均衡化的颜色映射方法,通过叠加显示增强了可视化效果。5.设计并实现了海洋水文数据可视化原型系统。结合上述研究,依托已有三维可视化平台设计开发了水文数据可视化原型系统,提供了灵活多样的水文数据查询分析和交互可视化功能,为海洋综合管理和战场辅助决策提供支持。