矢量场可视化是可视化技术中最具挑战性的研究领域之一，它是运用图形学的理论与方法将数据集中所隐含的信息用图形符号及颜色等表示出来，以帮助研究者们去探索矢量场中复杂的物理规律，在许多领域有着广阔的应用前景。　　在海洋科学领域，随着观测技术和数据采集技术的飞速发展，海洋环境数据正以几何级数形式增长。由于海洋环境数据规模庞大，数据类型复杂，以往的可视化方法难以在计算机有限屏幕下直观清晰地反映海洋现象的结构信息和运移规律。面对迅速增长而又来之不易的海洋环境数据，如何对大量的数据进行合理可视化以便揭示出海洋现象的变化规律，是目前亟待解决的问题。特征可视化是最为可行的方法之一，它通过发现和抽取数据场中有特殊含义的结构（如流向、涡旋等）或用户感兴趣的区域，达到对场中有意义的部分进行重点可视化的目的，从而减少了可视化映射的数据量，使用户可以忽略掉大部分冗余的、不感兴趣的数据，同时还保持了信息的准确性。正是因为如此，特征可视化一直是国内外学者研究的热点。　　本文围绕国家863项目“南海及其邻域空间情势综合分析与决策模拟”，开展面向特征的海流场可视化研究，通过对海流场特征的描述、提取及可视化方法的深入研究，实现了海流场流向、涡旋特征区域的提取与可视化，并针对多源异构的海洋环境数据、互联网等带来的挑战，进行了多源海洋环境数据的集成与实时在线计算的远程可视化服务系统设计，本文主要工作和创新如下:　　(1)针对海流场的流向物理特征，提出了一种沿角度跟踪提取流线的可视化方法。该方法采用矢量大小和角度的联合方法表达海流矢量，借助等值线生成的思想沿矢量角度跟踪流向，能够从大量的海流数据中提取出流向特征，有效地避免了均匀流线生成中的数值积分计算，加快了计算速度。　　(2)针对海流场的涡旋物理特征，提出了一种基于邻域增长的涡旋特征区域提取与可视化方法。该方法采用Sperner引理快速检测涡旋中心，并利用邻域增长策略提取涡旋特征区域，同时运用缠绕角度方法的思想确定区域增长的边界，从而实现涡旋特征区域的简单、快速、准确提取与可视化。　　(3)针对面向物理特征的海流场可视化方法会丢失大量的局部信息信息，而可视化整个海流场的详细信息又会由于图形过于密集导致视觉混乱等问题，提出了一种基于空间多尺度的海流场自适应可视化方法。该方法分别采用不同的细节层次技术，实现了二维/三维海流场从粗略到精细的渐进式表达，从而保证了海流场信息的完整性和准确性。　　(4)研究了基于Web的海洋环境数据可视化方法，构建了基于Web的海洋环境信息可视化系统，有效集成海浪、潮汐、潮流等矢量场数据以及温度、盐度、密度等标量场数据，实现海洋环境数据的在线计算及网络远程可视化等操作，真正做到为海洋用户提供数据共享—在线处理—数据远程可视化的“一站式”服务。