自从我国将发展“数字海洋”列入“十五”和2015年国家海洋科学技术发展计划以来,研究、发展有关海洋信息可视化的理论、技术与方法就成了一个急需面对的问题。特征可视化(Feature-based Visualization)是90年代提出并迅速发展的一种全新思路的可视化方法。这类“有选择”的可视化方法,通过对场中有意义部分即“特征”进行重点可视化,可以滤除无关数据,极大降低信息的处理量,甚至获得被抽取特征的量化描述。其中,特征提取是特征可视化方法的主要任务,也是特征跟踪及事件检测的首要步骤。它的目标是测定、量化和描述一个数据集中的特征,可分为基于图像处理的特征提取、基于拓扑分析的特征提取等等。对于海洋流场这样庞大复杂的流场数据,可视化它们蕴含的全部信息几乎是不可能的,因而特征可视化成为必然的选择。我们在研究中主要是使用基于拓扑分析的特征提取技术,来对海洋特征结构的提取进行研究。水团分析是海洋学研究上的重要课题,寻求一个能客观、准确、自动、高效,有严谨理论背景的划分海洋水团的途径一直是海洋学上一个值得探索的问题。为了解决当前水团分析中难以准确划定水团边界的问题,本文将拓扑学理论与可视化技术应用于海洋水团分析,应用拓扑学上的Morse理论提出了一个水团划分与可视化的新方法。新方法具有严谨的理论背景,可以准确、自动、客观地产生水团边界。且摆脱了以往人工定义及绘制边界时难以避免的随意性,使水团划分结果更可信,准确度更高,为今后定量分析和研究水团打下了基础。