社会关系网络(Social Relationship Network)是由个体或群体节点组成的社会结构，节点与节点之间的连接表示某种特定的社会关系。社会关系网络对于个体或群体之间的相互社会关系表达、个体或群体在网络中的作用与位置、任意两个个体或群体之间的相互连接远近等研究具有重要的价值，可应用于传染病传播与控制措施等相关研究。　　 从研究尺度来看，传染病传播模型可以大致分为三类，一类是从宏观角度研究统计意义上的疾病传播机制与结果，二类是从微观角度研究个体与个体之间的传播特性，三类是研究微观个体之间的相互作用在宏观区域内的传播结果。第一类的宏观模型包括了统计分析、数学模型等相关研究，第二类的微观模型则把重点放在疾病个体之间的疾病特性和传播机制上，当研究区域不断增大，同时疾病个体数量也达到一定量级时，这类微观模型的最终结果，就反映了宏观尺度上的统计结果，也就是第三类模型。　　 基于社会关系网络的传染病时空传播模型就是上述第三类模型，描述的是人与人之间的社会关系和人的社会行为等各类复杂因素对于疾病在人群和地理环境之间的时空传播规律和科学问题，涉及到地理信息科学、虚拟地理环境、医学地理学、传染病流行病学、复杂网络理论、社会学、社会网络理论、计算机科学、复杂性科学等多个理论与学科的交叉研究与应用，是一个包含了复杂人地信息的复杂性系统工程。　　 疾病传播途径主要是人与人之间的直接或间接接触，这个“接触”可以理解为两个层面：一是由于人的行为导致的空间接触，二是由于人与人之间的社会关系导致的“关系”接触。　　 本论文在对复杂人地信息的获取和处理方法进行探讨的基础上，通过对具有时空信息的真实社会关系网络的构建，研究人与人群的社会关系与社会行为对于人与人之间疾病接触的协同作用，分析传染病在人群和地理环境中通过空间接触和关系接触的传播过程与规律，旨在为基于个体的传染病传播模型研究提供一个新的研究思路和方法。　　 论文主要包括了以下几部分的研究工作：　　 (1)基于社会关系网络的时空传播研究理论框架。　　 通过对基于社会关系网络的时空传播研究中可能涉及的数据、模型、大规模计算、信息可视化、尺度问题等若干关键科学问题的分析，提出了其研究的理论思路和框架，进一步选定具体的研究内容，确定本论文的研究技术路线。　　 (2)人地信息数据的采集与预处理方案及其数据不确定性分析。　　 基于社会关系网络的时空传播研究涉及到纷繁复杂的人地信息数据，由于各种限制因素，关于人的数据采集和人地信息的协同处理具有一定难度。本文首先设计了具有时空信息的社会关系网络数据库的结构，探讨了人地信息获取和匹配的数据采集和预处理方法，并基于抽样统计方法提出了针对缺失数据的具体修复方案，最后分析了数据修复方案所带来的不确定性因素，并对其进行了定量分析。　　 (3)具有时空信息的社会关系网络建模研究。　　 依据人的家庭住址信息和工作单位信息，以及人的时空出行行为，将通常的社会关系网络中的节点赋予了时空信息，基于经典的小世界网络模型的构造方法，依据节点之间不同的社会关系类型定义其连接概率值，重点提出了个体的社会关系链模型和出行行为时空模型的构建方法。　　 (4)基于社会关系网络的时空传播模型研究。　　 论述了基于社会关系网络的时空传播研究中的空间接触和关系接触这两类传播机制，分析了其宏观尺度和微观尺度上的时空传播动力学机制，构建了基于社会关系网络的时空传播模型，具体包括了单独空间传播、单独关系传播和联合传播这三类传播过程，最后详细论述了时空传播模型的详细计算方法和流程。　　 (5)时空传播模型模拟系统与实验分析研究。　　 基于社会关系网络及其时空传播模型，从疾病传播理论和方法角度设计了传染病时空传播模拟实验的技术框架，构建了时空传播模拟系统中的若干结构化属性定义和算法流程，开发实现了传染病模拟原型系统。针对单独空间传播、单独关系传播和联合传播这三类典型的微观传播过程进行模拟实验，比较分析了模拟实验的传播过程与结果，在此基础上，还对比分析了三类微观传播和宏观传播的疾病传播结果以及单位时间感染率的变化。最后，对联合传播过程的联合感染率进行理论分析与最优估计。　　 (6)时空传播模型分布式计算研究。　　 针对基于社会关系网络的时空传播研究中出现的大尺度区域范围和海量网络节点的问题，提出了模型分布式计算的框架和方法。采用四叉树结构对研究区域进行空间划分，并针对子区域的边界传播问题提出了解决方案。依据不同的社会关系类型，将社会关系传播过程的分布式计算进行划分。提出了分布式计算的效率比参数及其理论评估方法。最后，进行了模型分布式计算的实验，针对单独关系传播、单独空间传播和联合传播这三类传播过程，比较分析了它们的分布式计算与单机计算的CPU运行时间和相应的效率比。