临近空间自然环境的复杂多变以及大气层的密度、风场、温度等环境参数状态直接影响着飞行器的安全和航空航天活动,因此对于临近空间数据可视化的研究具有很高的应用价值。大气风场作为临近空间重要组成部分,其可视化研究与分析对于推动临近空间的发展具有重要的价值和指导意义。但是由于其数据规模大,且具有时序和动态变化的特性,对其进行有效的可视化和分析一直是一个挑战。而以感知地理特征的3D方面的方式呈现地理信息的数字地球平台则能够更加真实地感知实际环境,因此在大尺度及全球范围内的空间数据可视化方面具有直观形象的特点。基于数字地球系统平台对临近空间大气风场数据进行可视化研究,符合“下一代数字地球”的发展趋势,挖掘临近空间大气风场数据中所蕴含的时空规律具有重大的科学和应用价值。目前,国内外在Web环境下对临近空间矢量场数据的可视化具体存在两个问题:一是目前在具有分布式、可伸缩、跨平台、跨终端等特性的二次开发引擎上涉及的可视化研究较少。二是临近空间矢量场数据的可视化方法缺陷问题,即如何实现临近空间大气风场数据的多层次、多时相运动规律和变化趋势实时动态表达的自适应。针对上述问题,本文基于数字地球平台二次开发引擎DESP Engine对临近空间矢量场数据可视化方法进行了研究与实现,主要工作包括以下三个方面:(1)采用了基于新一代数字地球理念研发的数字地球基础平台二次开发引擎DESP Engine的实验平台。针对在具有分布式、可伸缩、跨平台、跨终端等特性的二次开发引擎上涉及的可视化研究较少的问题,采用了基于Web GL、HTML5等技术进行组件式开发、插件式管理的二次开发引擎DESP Engine的实验平台。(2)提出了基于视域的临近空间大气风场数据动态可视化自适应方法。针对临近空间大气风场数据可视化方法在多层次运动特征和区域细节信息动态表达上的缺陷,提出了一种基于视域的多层次可视化自适应方案,有效解决了传统矢量场可视化带来的全局与局部信息刻画不相匹配的问题。(3)验证了在DESP Engine的实验平台上临近空间大气风场数据可视化的自适应效果。根据能够对3D矢量场进行交互式可视化的粒子系统,利用随机函数的种子布局策略实现了最佳的渲染性能和视觉效果。同时,实时监测视点与矢量场的距离与位置关系,根据当前视域范围通过重新初始化粒子生成合适布局密度的流线,最终解决了可视化海量复杂矢量场数据和全局与局部的特征信息不能同时确保高清绘制的问题以支持实时可视化的挑战,在其无插件、跨操作系统和跨浏览器的数字地球平台上实现了临近空间大气风场动态可视化的自适应。