水生态安全保护和治理是21世纪人类可持续发展战略的焦点问题,当前我国大量江河湖泊、水库等水环境正遭受严重的水体污染问题,水生态安全问题已经成为众多生态安全问题中最为突出的一环。为了有效应对水生态安全污染灾害多发频发的严峻形势,亟需提高区域对水环境的动态变化快速准确的感知、水环境污染灾害早期预警、状态评估和决策支持能力。针对上述问题,本文以水生态安全为背景,采用虚拟地理环境研究水生态安全,基于卫星遥感数据以及水生态安全模型集成处理的可视化表达,旨在探讨构建面向水生态安全的虚拟地理环境关键技术的可行性。以国产高分一号、LANDSAT和MODIS卫星遥感数据为主要数据源,结合水域动态监测技术和水生态安全遥感模型,分析虚拟地理环境中的数据环境、模型环境、表达环境与协同环境的目标、功能与实现思路,通过与虚拟地理环境仿真与决策支持平台无缝对接,面对多维动态的地理环境,设计实现了可快速便捷分析了解地理环境和监控水生态安全的集成化知识共享工作平台,并支持几何、物理以及建模的过程需求,以及针对模型计算结果的地学可视化,并对该平台进行了初步测试。对该平台的构建和研究能够为水生态安全遥感监测提供一种新的角度,同时在丰富了虚拟地理环境理论的同时为虚拟地理环境理论与技术的深化应用提供了一个有效的突破口。通过平台的初步运行表明:本研究所构建的水生态安全遥感监测虚拟地理环境平台能够满足水生态安全遥感监测的需要;利用ArcSDE+SQL Server的方式能够有效的管理和集成多源、多维、多尺度的海量遥感数据和基础地理信息数据,并且能够实现空间数据库和模型数据库的一体化存储;基于IDL语言设计开发的水生态安全遥感监测可视化平台能够很好的完成各项数据的可视化工作,突出了虚拟地理环境的表现环境;使用专有硬件设施建设的虚拟地理环境硬件平台不仅能够连接虚拟地理环境各项模块,增强可视化的沉浸感,而且还能够给不同阶层的研究人员和决策者提供一个共同研究、探讨水生态安全的协同工作平台。