近年来,对大数据的研究伴随着各国政府相继出台大数据研究支持战略而愈加火热,全社会对大数据创新应用的需求在不断增长。然而,在大数据创新应用需求激增的同时,如何将行业领域知识与数据相结合,快速形成业务能力服务于市场,成为一个亟待解决的问题。本文针对目前数据众多,大数据建模复杂、模型难以共享使用的情况,首先提出了一种大数据可视化模型的定义和描述方式。通过定义大数据模型的元数据概念和构造,详细描述了大数据模型元数据的层次结构和属性特征,分别从基本元数据、平台元数据和可视化元数据三类以XML格式元数据定义和描述了大数据可视化模型,形成了大数据模型生成、存储、应用和和管理的基础。然后,为了大数据模型的高效合理使用,本文结合模型特征和非关系型数据库索引结构,基于定义的索引用元数据构建了一个可供大数据系统并行检索的混合索引结构HB树。在HB树基础上,研究了索引的更新并建立了检索结果不为空的检索算法,然后基于HB树的更新标志改进了检索算法,最后通过理论分析和实验验证可以得到索引的更新和检索效率均有较大的提升。最后,基于描述的大数据可视化模型元数据,通过Java SWT模块划分的思想设计并实现了大数据模型面向功能的可视化建模。在此基础上,结合模型设计机制设计并完成了大数据模型设计器,实现了大数据可视化模型的设计、管理和运行过程。最后通过对大数据模型检索的实现,完成了模型的检索和使用。