本文在研究三维可视化技术特别是开源OpenSceneGraph(简称OSG)三维渲染引擎的基础上，以海洋环境数据为研究对象，应用跨平台的C++应用程序开发框架QT，结合GDAL、NetCDF等开发库，设计了面向服务的三维可视化球体模型，自主开发了海洋环境三维可视化应用系统。从数据组织、可视化表达、共享与互操作等方面为海洋环境信息的三维可视化应用注入了新的元素。本文的研究内容及成果主要包括以下几个方面：在学习探讨当前数字海洋三维可视化关键技术及发展的基础上，深入研究OSG三维可视化引擎的场景构建及渲染机制，建立合理、高效的海洋环境场景和可视化模型，基于开源的OSG可视化工程构建基础三维球体可视化框架体系。分析海洋环境数据产品及相关元数据结构特点，研究海洋数据产品动态渲染、元数据实时处理方法，探讨针对海洋盐度场、温度场等数据产品的三维球体建模与显示。研究了三维球体模型中海量数据加载、建模的原理、方法，对不同类型的海洋环境高程模型、栅格数据、矢量数据、3D模型等数据的动态加载、渲染显示技术方法进行了讨论。基于本文的理论技术探讨和方法研究，初步构建了一个海洋环境三维可视化系统，实现了海洋温度场、盐度场、风场、海底地形及其它海洋数据产品的可视化，提供了基于元数据的栅格、矢量等不同类型海洋环境信息的显示、查询、统计等功能。本论文研究三维可视化关键技术及方法的基础上，结合开源的三维可视化引擎OSG，初步构建了一个动态、可交互的海洋环境三维可视化系统，为海洋科学研究和工程建设提供便捷、直观、具有较强沉浸感的可视化服务。