在复杂性科学理论指导下，论文以系统论思想剖析人类健康系统中各子系统之间的相互关系、以及疾病时空传播导致其的反馈行为和演化过程。引入复杂系统研究方法论-“从定性到定量的综合集成研讨厅”理念，采用虚拟人文地理实验研究方法对传染病时空传播这一复杂地理过程进行研究。用虚拟地理环境模拟真实地理环境，用智能体技术构建的自适应复杂系统模拟真实的人类健康系统，构建疾病传播虚拟地理实验平台。基于复杂性系统理论的疾病时空传播方法研究，以及面向疾病传播的虚拟人文地理实验基本理论、方法、技术的研究，两者之间是相辅相乘、互相促进的，这也是开展本文工作的基本指导原则与重要方法论框架。　　 论文以人群中传染病传播模拟为应用背景与目标，开展地理信息科学中基于“人”与“地”关系的地理信息模型研究，考虑个体时空行为及其时空相互作用探讨了基于个体的疾病时空传播建模方式，最后通过对室内空间、建筑空间以及城市空间中呼吸道传染病传播模拟实验，检验本文理论与方法的可行性与有效性。　　 论文的主要工作与研究成果如下：　　 在理论上　　 (1)从开放复杂巨系统理论角度对人类健康和传染病时空传播各要素进行剖析，探讨了人类健康系统概念。将人类健康系统作为开放的复杂巨系统，讨论其对传染病突发事件的响应、及其系统的反馈机制和演化过程等机理。　　 (2)在“从定性到定量的综合集成研讨厅体系”方法论的指导下，建立了面向疾病传播的虚拟人文地理实验理论与方法框架，对“人”-“地”基本单元与尺度、真实地理过程与虚拟实验时空一致性、虚拟人文地理实验相似性、人的时空行为与疾病传播虚拟实验有效性等科学理论问题进行了探讨。　　 (3)从信息本体论层次上，对“人”及与之相关的“地”的信息本质特征进行考察，在统一的“元组”地理基础信息模型框架下，提出场、对象和网络的“位”“体”层次关系模型，在此基础上建立了面向人时空行为与疾病传播的“人”-“地”信息模型。　　 (4)借鉴物理学对人类行为动力学的研究方法，发展交通地理学中人的时空行为决策动力学模型，在此基础上建立了人的时空行为模型，并对人的时空行为中时间与空间、选择与制约、活动与移动问题进行了系统探讨。考虑人的时空临近关系，建立了基于个体的人与人的交互行为模型和呼吸道传染病时空传播模型。　　 在技术上　　 (1)设计适合对“人”观测的技术体系，探讨基于“人”-“地”信息模型的数据采集方法，提出“地”的环境场和道路网络的采集方法，以及“人”的“停留”与“移动”的空间数据采集方法。研究了“人”的统计数据与抽样数据的匹配、“人”-“地”数据匹配、及虚拟人行为数据的合成方法，使之符合虚拟人文地理实验的要求。　　 (2)构建人的时空行为决策动力学模型，设计并实现时间、空间选择的泊松算法与幂律算法。基于个体在栅格、矢量地理数据模型上的单步算法，实现了人的移动行为模型。应用时空棱柱、小世界网络和环境栅格方法，建立不同尺度下人的时空交互模型，并在此基础上实现了基于统计参数和污染累积量的呼吸道传染病感染模型的具体算法。　　 (3)建立了疾病传播虚拟地理实验平台，从人地数据模型、几何模型、行为模型、传播模型、控制模型等方面对系统的数据库、模型库、可视化模块及整个实验的控制模块进行了系统设计与实现。　　 在应用上　　 (1)为了研究呼吸道疾病在室内空间、建筑空间以及城市空间三个尺度地理环境下时空传播过程的不同特点，根据新发传染病传入某地通常按照交通工具-》医院-》社区这样一个从输入病例到本地传播的流行过程，设计了上述三个空间尺度下的呼吸道传染病虚拟地理实验，建立了三个实验案例区的时空数据库与模型库。　　 (2)对新发呼吸道传染病SARS在医院的时空传播过程、A/H1N1流感在列车车厢内时空传播过程开展了虚拟地理实验，进行了数据验证，并对不同参数情况进行了模拟实验，对控制措施提出了建议。此外，针对H5N1高致病性禽流感可能的暴发风险，以一个城市核心区的社区为实验区，建立复杂地理空间中呼吸道疾病时空传播模型，对可能的超级传播事件提供预演分析。