近年来,全世界各类自然灾害不断爆发,给社会生产和人民生活造成了巨大损失。与此同时,随着社会系统组织程度复杂性的不断加深,系统之间的关联度和依赖性也日益增加,自然灾害也越来越容易演变为规模巨大、危害严重的非常规突发事件,加剧了突发事件应对的紧迫性和复杂性。为提高我国政府和各级决策组织对非常规突发事件的应急能力、推进应急管理科学的发展,非常规突发事件应急管理已成为一项跨学科的前沿研究课题。非常规突发事件的典型特点是危害严重且前兆缺失、难以预测,发生、发展和演变的事件过程及内在机理复杂,常常演化出高破坏性的衍生次生事件,需要采取非常规的应对方式。因此,基于风险管理的“预测-应对”传统范式在非常规突发事件的应急中遇到了前所未有的挑战。非常规突发事件的应急研究正在发生从“预测-应对”过渡到“情景-应对”的重大转变,构建“情景-应对”型非常规突发事件应急管理的理论体系已成为非常规突发事件应急管理研究领域的重要研究目标之一。当前,在这一研究背景下,深入研究并界定“情景-应对”范式中相关概念内涵,分析情景之间的动态情境关联,建立非常规突发事件的情境表达描述体系,并研究非常规突发事件情境重构模型理论方法具有十分重要的理论意义和现实意义。本文在对国内外相关研究成果进行梳理和总结的基础上,以非常规突发事件应急管理理论、灾害系统工程理论、情景分析和情境演算理论等作为理论基础展开研究。从深入剖析非常规突发事件情景、情境和情境重构等重要概念着手,采用信息学、本体论、演化分析、定量与定性相结合等多种研究方法,构建了面向“情景-应对”的非常规突发事件情境重构表达框架。深入研究了情境表达要素分解模型,情境形式化描述方法、多层次情境网络模型、非常规突发事件情境重构模型方法,以及可视化仿真分析等关键问题。首先,本文在“情景-应对”范式框架下,界定非常规突发事件的情景、情境以及情境重构等重要概念的内涵并分析关联关系;将事件链这一非常规突发事件的典型特征作为要素之一,并根据对致灾因子、承灾体和孕灾环境的分类整理,研究情境的构成要素。进而在灾害链理论的基础上,引入决策活动的影响作为情境作用因子要素,分析并构建包含情景、情景转换作用因子和转换概率的情境要素构成,并以非常规突发事件演化突变理论和生命周期理论的集成视角,从情境演变的角度,分析了非常规突发事件在多个演化阶段过程的特征和内在机理,并对应分析了各个阶段对情境构造和演化分析的特征需求;并从情境表达要素及情境网络构造描述、情境信息来源及信息融合处理、情境重构模型以及可视化系统仿真技术等四个方面提出了非常规突发事件情境重构表达体系的构成。其次,针对情境要素的构成,分析情境的信息需求以及事件信息的来源和特征,进而构建了面向知识的非常规突发事件情境信息资源整合方法,并设计了非常规突发事件情境库的构成。根据非常规突发事件的阶段性特征和约束,给出了情境本体设计的形式化表达,构建了因子-状态-事件的三层情境网络模型,分析了层次内部的情境关联关系以及层次之间的两级演化关系,构造了非常规突发事件的情境描述方法。通过比较,选择确认了本文所用的情境描述语言OWL,并给出了情境网络描述过程。再次,提出非常规突发事件情境重构模型。分析非常规突发事件情境重构途径,建立情境重构流程,给出在情境信息不完备的情形下,基于情境规则推理和情境逻辑演算算法的情境重构方法。并以设施关联依赖这一典型的基础设施情境为基础,分析了基础设施网络关联依赖情境下的情境重构。然后,研究了直观显示多层次情境网络的可视化技术。分析情境网络可视化仿真的主要任务,针对情境网络的要素,建立可视化图元、情景序列和情境网络分层表现的可视化设计,从而构建了情境网络的可视化模型。并给出了面向GIS接口的可视化仿真系统原型的部分设计与实现。最后,本文以2008年我国南方冰雪灾害为背景,从复杂电网的信息处理、情境描述及网络映射分析、情境重构等角度进行了复杂电网中的非常规突发事件应急的案例分析。