随着信息科学的不断发展以及海量数据的快速积累,如何运用适合的技术手段将数据以直观形式展现在人们眼前,并便捷地支持决策日趋重要,于是可视化技术应用而生。流场数据的可视化是其中的研究热点所在,有着广阔的发展前景和应用价值。本文为有效解决复杂流场可视化效率低下问题,加快可视化速度,提出了一种基于GPU的海洋流场可视化算法。另外,矢量场数据作为科学可视化领域的代表性数据,如何提取数据中的特征信息及对数据内在规律进行直观展示是矢量场可视化的研究重点。为此,本论文提出了一种基于信息熵的特征提取方法,利用信息熵的特性提取海洋流场数据特征,并设计了一种海洋流场数据的特征可视化表达方法,具体工作如下。首先,搭建osgEarth三维虚拟地球平台来加载海洋流场数据,依据此虚拟平台给出一套实现海洋流场数据可视化的可行性方案,并成功实现了研究对象的可视化展示;本文实验选用的流场数据格式为NetCDF格式,选用C++语言来进行编程表达,在这里运用了两种方法进行可视化表达,第一种就是基于几何着色器的箭头法表示,在流场可视化的过程当中引入几何着色器,利用GPU的并行处理能力和强大的图像处理能力对流场实时地进行箭头绘制,并使用了线性颜色映射,完成了流场数据可视化,较为完整直观地展示了海洋流场的分布情况。第二种使用了流线法进行可视化表达,利用GPU的强大图形计算能力,极大地缩短了可视化计算时间,为了解决在箭头法中存在的颜色单一,分布不均匀等问题,我们使用了积分颜色映射方法,相对比于常规的线性颜色映射法,改善了颜色的均匀分布,增强了流场强度层次感。研究表明,此算法对流场的整体分布有较好的可视化效果,并减少可视化过程中的数据传输量,降低资源浪费,提高可视化渲染效率。然后,针对矢量场数据可视化过程中特征点遗漏检测问题,提出一种基于局部最大熵值的特征点检测方法。在矢量场数据所对应的熵场中计算出局部最大熵值并确定候选特征区域,然后根据线性插值原理判断候选特征点区域内是否存在零点,最后通过等值线原理计算出特征点的位置,有效避免了特征点遗漏检测问题。最后,将所用算法结合OSG可视化平台,通过世界经纬度坐标到屏幕坐标的转换,将数据映射到三维地球中,并在地理层面上进行全局宏观的展现,结合GPU与osgEarth三维地球虚拟场景,完整地呈现出海洋流场数据的可视化效果。本文搭建了用于数据可视化的软件平台,并分析和实验验证了文中提出的方法,证明了给出的方法具有可行性。