目前,随着计算机技术的飞速发展,在诸多领域中可视化技术都得到了越来越广泛的应用。台风灾害作为发生频率最高、影响范围最大、损失较为严重的自然灾害之一,台风可视化也成为了气象可视化领域的热点研究方向。将数据可视化的技术应用到台风气象领域,可以将种类繁杂晦涩的数据转变成直观的图形可视化结果。与远远超出人脑接受程度的海量数字相比,直观丰富的图形图像能够更有效帮助气象工作者分析气象数据、研究台风规律,为防灾宣传、灾情评估等工作提供了良好的辅助手段,从而进一步提高台风气象的研究进展,所以开发出一款面向台风气象数据的可视化平台具有极大的价值和意义。本文系统的介绍了对台风数据进行可视化时运用的各种技术,主要从台风的静态和动态两个方面进行研究。本文的主要创新点和完成的主要工作如下:(1)提出一种颜色映射新方法。本文通过对比其它几种映射方式,提出了一种基于积分颜色映射的流线着色方法。该方法根据场强数据点的数量来进行颜色映射,使得流线上的颜色分布能够更准确地表达矢量场场强信息,让流场强度层次感明显增强。(2)使用体绘制方法中的Ray Casting算法绘制三维台风云景并对传统Ray Casting算法进行改进。使用提前光线终止法、基于空间跳跃的重采样技术和快速插值法等加速技巧,与传统GPU加速的光线投射算法对比,本文算法不仅能够保证图像绘制的质量,而且提高了绘制速度。(3)针对如何自由显示台风数据的剖面相关信息。本文首先比较并评估了三种常见插值算法的优劣,改进了双线性插值算法,该算法综合了多种气象要素数据,不仅保证了图像绘制的质量而且提高了绘制速度,为台风辅助分析提供了很好的帮助。其次设计实现了一种基于球面代理几何的任意剖面分析方法,完成了对台风体数据的自定义区域切割。该方法不仅使数据处理更加自由,易扩展,而且展示角度丰富,真实合理,效果强烈。(4)在粒子系统的基础上实现并增强了台风的多种动态可视化效果,包括风暴潮和二三维粒子对流。本文首先采用基于HSV的动态噪声映射法实现了风暴潮运动过程的可视化,其次采用Luminance算法对积分映射后的RGB值进行灰度化处理,完成了对台风云图的模拟。最后采用拉格朗日法实现了三维粒子的追踪,完成了三维流线的绘制。本文中实现了台风信息的实时可视化,将台风通过多种三维可视化方式直观的显示出来,丰富了可视化效果。在上述工作基础上,本文以Open GL的ork渲染库和GLSL为基础,Qt和HTML作为GUI开发框架,在已有的三维数字地球平台开发了一个气象插件。该系统不仅能够直观呈现真实探测的气象历史数据,而且基于插件式的开发设计让本平台易于扩展,可以根据不同的可视化方式设计相应功能模块以及用户交互界面。研究中所用方法和实验得出的结论对于台风可视化相关业务提供了一定的参考价值,在台风防灾减灾工作中的应用上具有技术和方法的借鉴作用。