森林火灾会给人类带来很多重大的灾害,而林火行为受到多种因素的制约,研究制约林火蔓延的规律,并借助计算机的帮助模拟林火从发生到发展的蔓延状态具有非常现实的意义。本文对林火行为进行了研究,建立了适用于计算机运算的林火蔓延模型,并通过求得林火蔓延公式参数在在八个邻域方向上的分量,得到林火蔓延公式在各个方向上的分量公式。元胞自动机原理的自组织性在本质上与林火行为很接近,并且具有很强的空间运算能力,借助元胞自动机原理可以模拟出林火蔓延这种复杂的空间动态系统。说明了三维元胞的定义、状态、邻域和转换规则函数,建立了三维元胞自动机模型。结合山西五台山实地野外数据,利用Unity3D三维引擎建立野外三维地形,通过不断调整其自带粒子系统的参数,建立适用于不同条件的火焰库和烟雾库,输入气象因素后即可实现林火在三维环境下的模拟蔓延。建立了林火蔓延三维模拟仿真系统,实现了林火的三维仿真研究。将野外实地点烧数据与模拟效果进行对比,从对比结果可以看出,本系统建立的模型可以反映出林火蔓延的基本规律,具有较强的应用价值。