随着现代经济的发展、城市化进程的加快，城市公共安全的危害程度日益加剧，引起人们的强烈关注。针对日益严峻的国家公共安全整体形势，以及与经济高速发展相比明显过于缓慢的公共安全保障基础，本文提出了基于元胞自动机的灾害模拟预测模型，以及相应的GIS技术实现方案。 本文针对自组织临界性森林火灾模型，结合模型特点以及先进的算法，对模型进行优化改进及实现，并通过并行计算技术将模型的执行速度提升到一个新的水平。通过将模拟结果与理论数值进行对比，得到了较为一致的结果，证明了改进的算法对自组织临界性森林火灾模型模拟的有效性以及先进性。 本文发展了基于格子Boltzmann方法的危险化学品泄漏模型，并将实现结果与其他理论模型以及实际实验进行对比验证，吻合较好。 本文将基于元胞自动机的危险化学品泄漏模型实现于GIS平台，并在针对合肥市的公共安全应急示范试点过程中实际应用于预测预报及辅助决策。研究表明，基于元胞自动机的灾害模型可以直观、动态而快速的对灾害过程进行模拟预测，并与实际灾害发展过程较为一致，这说明基于元胞自动机的灾害模拟预测方法及其在GIS的实现可以给城市公共安全突发事件应急管理提供合理的辅助决策结果。