森林火灾对森林造成的影响非常严重，它破坏森林资源，降低森林质量，引起水土流失，造成野生物种减少，迫使鸟兽迁移。同时，森林大火产生的大量烟尘，既污染大气环境，又危害人类健康。而我们传统意义上对森林火场的研究往往局限在理论上，实验方面的研究要么投资大，要么模拟的条件过于复杂不容易实现，因此很难开展。虚拟现实技术恰好解决了这个问题，用虚拟现实技术研究森林火灾，具有投资小、仿真效果好且便于实现的特点。通过虚拟森林火场建模，并根据物种分布、环境变化、地势变化等影响因素来模拟仿真森林火灾，指挥森林火灾扑救工作，可以提高扑救效率，最大限度减少森林火灾造成的损失。 本文就是运用虚拟现实技术，通过虚拟森林火场建模，并创建火场中的树木、地形、房屋、道路等模型，生成三维森林火灾场景，通过模拟不同条件下的森林火场变化，进行森林火灾的研究和仿真，进而指导森林火灾应急指挥。 首先，本文通过地形学和遥感影像的理论对采集的数据进行处理，利用生成的DEM(Digital Elevation Model)数据和遥感影像数据，建立虚拟森林火场；然后，通过分析地形变化和物种分布，创建地形模型、树木模型、房屋模型、道路模型、瞭望台模型，组合并优化三维森林火灾场景。在此基础上，本文根据近似的椭圆模型和风向、风速、坡度、坡向等影响因素分别模拟二维场景和三维场景中森林火灾的变化。在二维场景中，本文提出改进的自动机模型算法，通过对传统自动机模型算法增加格网边界处理，弥补了传统算法在格网较大时误差较大的缺陷，取得了较好的仿真效果；在三维场景中，本文采用三维元胞自动机仿真算法，该算法是二维改进自动机模型算法的扩展，利用二维算法中得到的着火点的平面坐标，求出火灾蔓延的面积和高度，保证二维场景和三维场景下火灾蔓延的同步。单纯的同步还不能逼真地表现三维场景中火灾蔓延效果，本文又采用了Vega和OpenGL相结合的处理方法，取得了不错的模拟效果，但当三维场景中有多个着火点时，要处理的数据量过大，模拟时速度会变慢，本文利用了分布式处理技术，引用了三维元胞自动机算法得到的影响因子权重，形成分布式火灾蔓延算法，该算法能较好地解决这个问题。 最后，本文利用VC、VEGA、MO、Multigen等技术，结合研究课题和实际工作，构建了一个二维和三维数据相结合的森林火灾应急指挥系统——Forest Fire．NET，运用上述的模型和算法，较好地模拟了森林火场的情况，为指挥森林火灾扑救提供了帮助。