随着人民生活水平的提高,经济建设的发展,因强对流天气的发生而造成的损失也就更加严重。多普勒天气雷达作为探测强对流风暴天气的有效工具,自上个世纪六十年代以来,其探测结果为强风暴系统结构和演变的研究提供了重要依据。使用多普勒天气雷达对强对流天气进行实时的监测,可以获得强对流天气的内部三维结构。使用三维可视化技术分析对流天气的内部结构,是强对流天气预警的技术基础之一,在业务部门具有广泛的应用价值。近年来,我国已经初步建成三维多普勒天气雷达网。现阶段,国内的雷达数据可视化系统功能比较有限,显示程序复杂。倘若用三维模式来表达三维雷达数据体,可以更直观地显示不同区域的云层丰富信息。科学计算可视化运用计算机图形学技术和图像处理技术,可以将通过科学计算或者数据采集获得的数据转换为图像。而VTK (Visualization Toolkit)是一种开源、优秀的三维可视化工具包,可以用来快速开发高效稳定的三维可视化系统。本文根据雷达图像显示需要,采用NVI(Neighbor and Vertical Integration)插值方法将雷达数据从极坐标系转换到笛卡尔坐标系下,再对数据进行滤波去噪等预处理。处理后的数据与VTK融合产生新的数据,并将融合后的数据作为实现可视化技术的基础数据。本文的可视化技术中使用了面绘制和体绘制两种技术。面绘制技术使用MC(Marching Cubes)算法提取等值面；体绘制技术主要使用光线投射算法,经过颜色设置、光照效应、重采样处理、图像合成过程然后实现雷达图像的显示。本文中主要使用合成法的光线投射算法进行体绘制。实验证明,采用合成法的光线投射算法,通过设置不同参数可以较好较快地实现雷达图像的可视化。利用VTK可以快速实现将获得的二维雷达图像序列,在三维空间上重建出立体的三维图像；可以实现X、Y、Z坐标轴上任意切面的雷达回波强度显示；可以任意方向切割三维图像以观察感兴趣切面的回波强度显示。另外,还可以实现旋转、放大、平移图像,进行二维与三维图像的交互等高级功能。VTK应用于雷达图像三维可视化,全三维空间的解释可以更加直观和全面地展示回波的空间分布状况,弥补雷达显示之不足,可以在气象业务系统的显示中充分发挥作用；同时也更加有助于利用回波资料开发风暴体的预警系统。