三维地质建模在上世纪90年代初期开始为人们所重视，并逐渐成为计算机图形学、油气藏勘探、科学计算可视化及GIS等领域的研究和应用热点。三维地质建模包括两类模型的构造：三维地质框架模型和三维地质实体模型，通常在建立框架模型的基础上建立实体模型。而在三维地质框架模型当中主要存在两种空间地质曲面：断层面和层位面，如何从输入的散乱点云数据成功重建出这两种曲面成为三维地质建模中首要的和根本的任务。　　 由于构造运动，层位面常常被断层切割断裂，产生或多或少的不连续，在建立三维地质模型时一个非常重要的问题就是如何重建这样的层位面。　　 为了能方便、正确地重构裂缝、孔洞、不连续的层位面面片等地质现象，本文提出并实现了一种针对复杂地质体情况的地质曲面重建算法。该算法首先基于等值面构建初始曲面，优化初始曲面的三角片的质量及整体形状，然后利用二次误差测度的良好特性对层位面被断层面切割的内边界处进行局部拟合处理，重建出逼近点云且符合地质需求的曲面。　　 本文的主要工作可以概括为以下几个方面：　　 1)提出了一种改进的地质网格曲面重建算法。在深入研究了Hoppe曲面重建算法的基础上，针对地质建模中点云分布的特征，在切平面计算和等值面抽取两个方面对Hoppe算法进行了改进。　　 2)提出了一种基于二次误差测度的曲面拟合算法。为自动重建符合地质要求的不连续层位面片，该算法在断层面的约束下，利用初始点云对层位面片的局部区域进行网格拟合处理，使层位面片在断层切割的边界附近能很好地体现断层对层位面的切割效果。　　 3)提出并实现了一种基于三角片增加的曲面边界优化算法，消除了重建的初始曲面在边界上的“锯齿”现象，方便后续操作的顺利进行。　　 4)实现了一种改进的Laplace曲面光顺性优化算法。利用该算法可以有效地去除重构曲面中的毛刺等噪声，使得曲面更加光顺、三角片形状和分布更加均匀，同时该光顺算法还可以有效地保持曲面的形状特征，减轻光顺操作造成曲面形状退化的副作用。　　 5)在上述各个关键算法的基础上，本文实现了一个三维地质曲面重建原型系统，系统主要包括数据输入输出、曲面重建、曲面拟合及曲面优化等四个模块，该原型系统很好地验证了本文提出的各项算法和技术的有效性。