大坝或其他挡水建筑物、挡水物体突然溃决,发生水体突泄所形成的洪水叫做溃决洪水。一旦溃决发生,将会在较短时间内对下游区域形成较强的冲击破坏,可能导致严重的生命财产损失,故采用溃决洪水演进模拟分析来进行风险评估就显得尤为重要。但现有研究大多考虑静态输入的单一流动进行模拟分析,难以处理动态交互环境下多复杂因素带来的影响。因此,本文拟结合元胞自动机和多智能体方法,采用虚拟地理环境研究框架,深入探索溃决时空模拟分析方法,构建溃决洪水演进过程时空分析模型,并开发虚拟地理环境原型系统,支持溃决发展和溃决洪水演进过程可视化模拟,进行溃决风险评估分析,并根据风险等级及下游区域的地理情况设立一定的泄洪区作为应急手段,这对于洪水的应急防护工作具有极大的应用价值。本文首先分析了传统元胞自动机的构成,分析了有关溃决洪水演进所需的相关数据,以及元胞状态转换规则的设计,并重点讨论了溃决元胞自动机数值模型在模拟溃决洪水演进过程中的不足；其次,引入多智能体系统,通过设计多因素的智能体结构,侧重模拟过程中的动态分析和交互控制,处理多种因素对溃决现象和时空变化过程模拟带来的影响；接着借助虚拟地理环境与实验地理学的新一代GIS研究框架,加强两者的集成,利用Visual Studio2005.NET、OpenSceneGraph和osgEarth构建原型实验系统,以直观、自然的三维虚拟地理环境模拟溃决洪水发展过程,并进行洪水演进效果分析,比较多种元胞尺度下的溃决模拟效率；最后,选择案例区域,在分析案例区域相关地形、人口分布、城镇等信息后,设计了多个泄洪区方案,结合ArcGIS空间分析功能,在虚拟地理环境系统开展演进模拟分析与损失评估试验,实现对不同泄洪区选址方案的比较分析,得到最佳泄洪区选址方案,从而为灾害风险评估与应急处置提供科学依据。