面对新一代的网络安全形势,传统的安全体系已无法满足于安全防护的需求。网络安全态势感知作为一种新兴技术,有望突破传统网络安全防护中各自为战的状况,及以往被动防御的尴尬局面,使得整个体系更主动、更积极地进行态势要素的获取及态势情况的评估和预测。传统的网络安全态势感知存在着诸多不足,如感知结果表现形式单一、感知层次不够丰富等。为了能更好地方便用户探索网络安全的发展态势,将网络安全态势感知和可视化技术结合,即网络态势可视化技术已成为当下亟待解决的问题。基于此,除了能够生动地展现态势感知的结果,还可以发挥人类在图形、图像方面的强大处理能力,更加便捷地定位及把握网络安全的问题所在,最终有效提高系统的处理能力,增强系统的管理能力。然而,现今的网络态势可视化技术尚未成熟,依旧无法避免展示维度较少、交互性较弱等缺陷,最终不能全方位地洞悉网络安全潜在的风险及威胁。本文从上述实际问题出发,研究了面向网络安全感知的数据组织方法、态势感知方法及可视化技术,并将本文研究成果针对空管网络实现了落地应用,最终设计并构建了一个面向网络安全感知的态势可视化系统。本文的主要工作内容如下:（1）研究了面向网络系统安全感知的态势可视化数据组织方法。通过分析不同的安全态势感知的数据组织方案,参照主流的网络安全态势数据处理办法,针对采集而来的网络安全原始数据,充分考虑其海量、多源、异构的特点,给出了有效的数据预处理及加工方案。此外,本文提出了一种基于知识图谱的网络安全数据组织方法,旨在通过知识图谱实现对网络安全数据的高效智能组织,推动数据优势经由知识优势转化为决策与行动优势。（2）研究了网络系统安全态势的可视化分析展示方法。在常规网络安全态势要素提取原则的基础上,本文进一步深度挖掘数据间的关联关系。针对日益复杂的网络结构,本文充分分析了影响态势感知的因素,提出了一种利用贝叶斯攻击图技术建立的网络安全态势感知评估模型。在此基础上计算态势分数、评估态势状况,借助可视化展示技术由点到面、由浅入深,并结合用户交互的需求从多角度、多维度、多尺度对态势感知的结果分析和展示。（3）设计并实现了一个面向网络安全感知的态势可视化系统。基于上述研究成果,根据空管系统的数据特点和场景需求,将面向网络安全感知的数据组织方法及可视化技术与空管系统相结合,进行落地应用并反向验证方案的可行性,使得空管系统中复杂的网络安全态势能够以更简洁、更清晰、更明了的方式进行展现。