近年来世界各国越来越重视开发和利用天然气这种清洁、高效的石化能源。从全世界范围来看,天然气资源存储量远大于石油资源储存量,大力开发和利用天然气拥有足够的资源保障。在越来越重视大气污染和环境质量的趋势下,未来天然气必定将取代石油成为全球第一大消费能源,天然气在人类从旧能源迈向新能源的道路上将起到重要作用。我国已探明的天然气储存量中有四分之一为含硫天然气,随着国家对天然气资源的需求加大,越来越多的含硫甚至是高含硫天然气井会被开采。不管是在国内还是国外,天然气在开采过程中事故频发,尤其是三高气田,为了在天然气井喷事故发生的第一时间快速和较为准确的模拟预测高含硫天然气的扩散范围及浓度分布,并有效的组织受影响区域内人员疏散,减轻人员伤亡和财产损失,创建一个能够在真实三维地形中可视化动态模拟毒气扩散过程的系统很有必要。本论文主要研究内容和成果包括:(1)利用三维空间GIS软件SkylineGlobe,选取位于四川宜宾琪县内一山区地形,以SkylineGlobe中API做为GIS的开发平台在该真实地形上创建出本文所需的与现实世界完全相同的三维模拟场景。在该场景中建立与地球表面坐标系(longitude,latitude,altitude)一一对应的空间坐标系,确定了采样范围并建立各个采样盒子。(2)选取高斯烟羽模型作为本系统数值模型基础,利用C#编程语言开发毒气扩散浓度空间分布的计算程序,在Visual Studio 2010集成开发环境(IDE)下进行系统研发,基于NetFramework4.0运行框架,利用GIS系统叠加所创建的三维模拟场景,设计并开发一套基于GIS的三高气田毒气扩散模拟系统。(3)基于该扩散模拟系统,模拟在不同参数设置下(平均风速、实时风向、风向俯仰、源释放速率、大气稳定度)毒气在系统所创建的真实三维地形中的动态扩散过程并得到毒气浓度的分布状况,最后分析了不同参数对毒气扩散的影响。(4)通过计算毒气扩散区域内各个采样盒子的毒气浓度值,根据硫化氢对人体危害大小与浓度的关系,按照不同浓度范围划分出高危区、中危区、低位区,结合各伤害区域内的三维真实地形和毒气动态扩散的模拟过程提出各危害区域的应急处理方法。