近年来频繁发生的突发公共事件对城市的侵扰,凸显了建立稳定而高效的城市应急指挥系统的必要性。而合理高效的多维模型算法对应急指挥系统的建立起到了至关重要的作用。本文针对应急指挥系统中两个典型的多维模型,即气体扩散模型和虚拟漫游模型进行了深入研究和分析,探究了这两种模型算法对系统稳定高效运行的作用。本文研究和实践的主要内容概述如下：1)系统地介绍了应急指挥系统的技术构架、参考模型和参考构架,为本文的研究奠定了业务基础和运行平台基础。2)提出了运用多维气体扩散模型模拟危险气体扩散。在该模型中引入了Gaussian模型并对其进行扩展的基础上,实现了对三维气体扩散浓度的预测,同时引入无线传感网络和结合Gaussian扩散模型实现了对危险气体扩散源的平面定位。3)将虚拟漫游技术引入到应急指挥系统中,建立了虚拟漫游模型。该模型重点研究了在3DMax中利用粒子系统和蚁群算法实现漫游场景中突发公共事件和人群疏散的模拟方法,提出了一种基于节点分散度和伪随机比率路径选择规则,建立了自适应蚁群算法模拟突发公共事件时人群疏散行为模型,给出了在人群疏散行为模型中用到的节点分散度和伪随机比率的计算方法、LOD层次细节模型以及交互式实现的方法。4)通过应急演练系统,展示了气体扩散模型和虚拟漫游模型在某城市应急系统中的应用效果。本文的研究和实践,充分说明了本文研究和实现的多维气体扩散模型和虚拟漫游模型及其算法对建立城市应急指挥系统的可用性和重要性。