我国是海洋大国，在“海洋强国”战略决策的背景下，提供全面准确的海洋信息资料和产品，将有效的信息集成、展示、提炼和分析，在数字海洋的建设中起着重要的作用。海洋资料是建设数字海洋的基础，通过科学可视化技术将海洋信息数据的动态表达成为呈现给用户最直观而有效的手段。目前多种格式的海洋数据以及爆发式增长的信息量，需要占用GB的存储空间。因此在充分利用现有硬件性能的基础上，研究可以满足大规模场景实时绘制的算法，减少漫游绘制时内外存数据大量交换所带来绘制帧率降低的影响，成为海量海洋数据动态可视化也即本文所依托的i4Ocean系统需要解决的关键技术之一。本文针对海洋领域的需要，设计面向海洋虚拟现实和可视化（i4Ocean）原型系统场景管理和绘制引擎管理部分，研发一种忽略上层应用语义的内外存调度架构，并在此基础上实现海量海洋数据的动态可视化。论文的主要工作以及取得的研究成果如下：（1）海洋可视化数据分析与设计分析研究海洋数据的种类与格式，并设计基于多源异构的海洋数据结构，使其能够最大限度的支持现有的海洋数据，解决了多格式海洋数据之间的兼容问题。（2）i4Ocean系统的场景架构实现与绘制资源管理本文对i4Ocean系统的场景管理部分做了贡献，包括对场景对象和绘制资源进行管理。数据管理上，支持对不同类型场景数据统一管理，提供标准的数据操作接口；使用类型池对场景结点进行管理，方便程序的调试；以二进制流对数据进行存储，提高了文件的访问速度。绘制管理上通过对OpenGL状态进行封装，对所有场景均采用可编程流水线进行绘制。（3）海洋数据可视化系统设计与实现依托所设计的海洋数据结构和MVC框架，搭建多维海洋数据可视化系统，并实现等值线、彩色剖面、等值面和矢量箭头的可视化。（4）基于块策略的内外存调度架构研究与实现为海量数据的实时绘制研发一种忽略上层应用语义的内外存调度架构，研究场景更新后增量保存的方法从而减少数据IO操作的代价，同时需要控制硬盘文件中的数据碎片的数量.本文在i4Ocean系统的基础上实现了海量海洋数据的可视化，海量数据的内外存调度能够支持海洋环境与陆上景观的多维虚拟互动体验和海量复杂海洋数据的可视化。研究成果为海洋复杂环境作业提供可视化模拟和决策支持服务，并可及时响应外来信息和环境的变化，用于预测海陆环境变化以及对人类影响的多维可视化体验。