本文是国家“十五”科技攻关课题“小城镇基础设施防灾减灾关键技术研究”(2002BA806803-01)的重要研究组成部分。针对“十五”课题的研究攻关目标，以灾害数字仿真和公共安全应急管理为研究对象，运用信息技术、灾害科学等多学科边缘结合的技术方法，构建了可视化灾害数字仿真理论，提出了公共安全应急管理的三大核心层次。在深入剖析当前实践和前沿研究中所存在的问题的基础上，建立了灾害数字仿真与公共安全应急管理的融合模型。在做到理论创新突破的同时，进行GIS的二次开发，研制了小城镇灾害数字仿真与公共安全应急决策系统。本文完成的研究工作及取得的主要进展如下： (1) 提出了可视化灾害数字仿真理论，阐述了该理论的内涵、技术支持、研究方法、实施流程及空间效应，建立灾害数字仿真模型的通用范式，构建危险性分析模型、危害区域模型和损失预测模型等一系列模型组，形成了一套完整的理论体系，实现对灾害空间数据进行有效的集成管理和时空分析，为灾害的防治、应急管理和工程论证等提供可靠的依据。 (2) 构建了灾害数字仿真的可视化平台，研究了仿真模型GIS表达的关键技术及实现步骤，并以火灾、地震、洪灾等典型灾害为实例，运用GIS等可视化技术预演或重现真实灾害的发展过程，为灾害研究提供了一种全新的方法与思路。 (3) 分析了公共安全应急管理的行政特性，提出了公共安全应急管理的三大核心层次。建立了基础信息和灾害信息的分类管理模型，研究了生命线工程和抗灾设施在应急管理中的作用；研究了公共安全应急决策的目标与约束条件，提出应急决策的内容和流程；研究了公共安全空间规划的内容和原则，提出抗灾设施规划标准与建构模式，建立了救灾单元区域的优化模型。 (4) 建立了灾害数字仿真和公共安全应急管理的融合模型，分别从软环境和硬环境入手，研究了灾害数字仿真和公共安全应急管理融合的制度和技术保障，提出了融合的可持续发展模式和系统模式，并建立了融合保障模型，为解决应急联动等关键技术难题，从制度建设和核心技