地理信息系统(GIS)作为传递交流地理信息的媒介在帮助人类理解地理现象、研究地理规律的过程中发挥了重要作用。随着虚拟现实技术、网络通信技术的发展，使人类有可能创造一个虚拟的环境进行社会活动。随着虚拟地理环境等概念的提出，地理学家开始尝试着以化身的方式进入到虚拟环境中开展地理学的研究。人群的行为及其社会活动作为一种高级的地理过程或现象，是地理学研究的重要内容。目前的GIS系统对人群时空行为进行表达与可视化分析的功能还比较有限，同时虚拟地理环境也未能完全建立起对人群时空行为的表达与可视化分析框架。虚拟地理环境中的人群模拟是人类研究人群的行为规律及其环境关系的重要手段，而人群模拟的可视化对于帮助人们理解人群时空行为过程、交流和探索与人群活动相关的地理规律起到关键作用。本文从虚拟地理环境的语言学特征为出发点，分别探讨了人群模拟可视化在具象与抽象的可视化表达上所涉及的关键技术与方法，然后利用这些技术设计和实现一个虚拟地理环境中人群模拟可视化的原型系统，论文的主要研究成果与特色如下：　　 (1)依据社会多样化角色特征，基于个体几何形态特征探讨了人群多样化变形与纹理表达方法，以及基于模板的多样化人群建模方法。本文同时设计并实现了基于多细节层次与图像渲染方法的大规模人群模拟可视化表达与渲染。　　 (2)在分析人群的时空行为特点的基础上，分别从基于对象、基于“场”以及基于“网络”的方法，探讨并实现了用于人群及其活动表达的关键技术与方法。同时，从格式塔心理学以及图形符号学的角度探讨并实现了人群模拟可视化系统的设计相关关键技术。　　 (3)设计了包括三维虚拟仿真模块、二维仿真模块、时空路径可视化模块以及关系网络可视化模块的人群模拟可视化系统框架，基于OpenSceneGraph(OSG)图形引擎研发了人群模拟可视化原型系统，并以北京展览馆的人群疏散可视化为案例进行了试验验证与分析。　　 通过本文的研究表明，采用基于人物模板的建模方法以及渲染流程能够有效地实现虚拟地理环境中的多样化人物的可视化，并保证了较好的可视化效果与渲染效率；综合采用基于对象、基于“场”以及基于网络的表达方法能够充分有效地表现人群的时空行为以及人群中的关系；基于格式塔心理学以及图形符号学的方法设计的人群模拟可视化系统，能够有效地利用人眼的视觉能力并充分表现人群模拟的过程；经过原型系统初步试验，表明本文关于人群模拟可视化的设计方法和实现思路在技术上是可行的，并对未来虚拟地理环境中人群模拟可视化系统的建设具有一定的指导意义。