灾害通常会造成大量的人员伤亡与财产损失。灾害虚拟地理环境可直观展现灾害区域当前、过去和未来情况,可为灾害应急相关的各类人员提供直观的信息支持与决策分析功能,这对减轻灾害可能造成的各种潜在不利影响具有重要意义。虽然灾害虚拟地理环境已开展了大量研究,但在面对灾害应急响应时仍存在移动性不足、沉浸感弱、缺少场景协同可视化等问题,难以有效支撑空间异地分布的不同用户更快、更好地感知与认知灾害环境。针对上述问题,本文在智能手机、移动头盔显示器和Web GL等技术的支持下,重点研究移动虚拟现实（Virtual Reality,VR）灾害场景构建与交互协同方法,通过突破移动VR灾害场景构建与优化、凝视交互、协同态势感知等关键技术与方法,以支持异地分散的灾害应急人员更快、更好地感知与认知灾害相关信息。本文的主要研究工作如下:（1）提出了一种免插件B/S架构下的移动VR灾害场景构建与绘制优化方法。针对现有智能手机存储容量小与绘制效率低的问题,分析了主流智能手机设备终端硬件特性,设计了免插件B/S网络架构下的移动VR灾害场景构建机制,建立了面向具有不同性能与多样化显示环境的智能手机终端的灾害场景多样化组织机制,探讨了地形、灾害模拟模型与典型地物的构建技术,研究了不同场景模型的多样化场景数据表达方法,提出了移动VR灾害场景表达优化与自适应调度策略,实现了面向智能手机终端的灾害场景优化组织与自适应可视化,满足移动VR灾害场景高帧率绘制要求。（2）设计了基于凝视的移动VR灾害场景交互模式。针对常规的触摸场景交互不能在移动VR中使用的问题,对比分析了现有的VR场景交互模式,阐述了凝视交互方法原理及应用场景,对比分析了现有的移动VR设备交互方式,阐述了移动VR场景凝视交互原理,顾及大范围灾害场景漫游探索与查询分析需求,重点研究了移动VR场景多层级虚拟用户界面设计、相机坐标与世界坐标体系转换与用户界面动态控制算法,设计了基于凝视的动态UI生成方法,建立了场景漫游探索与灾害信息交互查询机制,实现在移动VR模式下对大范围灾害场景的有效交互。（3）建立了面向灾害态势感知的移动VR协同方法。针对灾害应急过程中异地分布的各类人员对灾害态势信息实时感知需求,定义了灾害态势感知术语,分析了灾害态势感知方式,阐述了基于移动VR进行灾害态势协同感知的必要性,从灾害场景构建、场景交互与场景分析几个层次建立了移动VR灾害场景协同模式,从灾害环境感知、灾情信息理解和未来趋势预测分析几方面着手设计了移动VR协同任务模型,设计了混合式系统架构,建立了灾害态势协同感知工作流,提出了移动VR协同并发控制方法,有效支持灾害应急过程中异地分布的各类用户有序地进行灾害场景协同操作,实现灾害态势信息的协同感知。（4）基于上述研究成果,采用Node.js、Jetty、HTML5、Java Script、Cesium开源框架、Ajax、SQL Server等技术,研发了用于移动VR灾害场景构建、交互与协同的原型系统,以洪水灾害为例,选择了实验区域并开展了实验分析。实验结果表明:本文提出的方法能够实现移动VR灾害场景的高帧率绘制,绘制帧率能稳定在50fps以上,可支持苹果与安卓系统手机,并在Chrome、Firefox等主流浏览器上运行,能够有效地支持灾害场景漫游探索、灾害模拟分析、灾情信息交互分析等可视化探索分析,能有效支持异地分布的多用户协同感知灾害态势信息。