三维地质建模在20世纪90年代初期开始受到地学工作人员的重视，并逐渐成为油气勘探、矿山地质、城市地质、水文地质、岩土工程等各领域的研究热点，在地质、采矿、军事、建筑、隧道工程、地下水资源保护与利用、地下空间利用等关系国计民生的重大领域中有着广泛的应用价值。　　 通过重建地下三维地质模型，可使地质专业人员对地质空间实体以及相互关系有一个直观的认识；可提高对难以想象的复杂地质对象的理解和判别，从而为实际的研究工作提供验证和解释；可加强地质分析功能，提高灵活性；可为制定科学合理的区域发展规划提供决策依据。　　 地质断面数据是二维地质信息表达的主要方式，本论文将地质断面数据主要分为剖面、中断及地质构造图等几类。地质剖面图既可以表现整个研究区的宏观构造格局，又可以描述特殊地质现象的局部细节；中断图主要在矿山行业中比较常见；而地质构造图能在平面上综合反映地层与地层、地层与地质构造、构造与构造之间的关系以及地层面的延伸趋势。本论文旨在针对各类地质断面数据，并结合其它多源地质数据，利用三维GIS技术和相关的可视化技术来重建地下复杂地质体的结构特征，从而深化对三维地质建模方法的认识，为三维地质建模及可视化软件系统的研发奠定技术基础。　　 本论文对三维地质空间数据模型、地质断面数据的整合及基于各类地质断面数据的建模方法进行系统的归纳、总结及改进，强化了对三维空间实体及其建模方法的认识。论文在吸收、借鉴了国内外三维地质模拟发展前沿及其研究成果的基础上，围绕针对各类断面数据构建合理、准确的三维地质结构模型这一主线，以三维空间数据模型为基础，对不含断层等复杂地质现象的相对简单的剖面数据、平行断面数据、交叉剖面数据及平面地质构造图数据等各类数据分别阐述了建模的方法、流程，成功解决了复杂地质实体的三维模型构建中所面临的一系列技术问题，并通过相关的建模实例验证了这些方法的实用性。论文主要实现了以下内容的研究：　　 (1)从3DGIS模型出发，分析了现有数据模型的特点及优缺点，提出采用“基于要素面向实体的空间数据模型”作为本文所采用的数据模型；在此基础上结合实际，对该模型进行了改进，并对改进的模型各组成元素进行了分析，叙述了模型对方向及拓扑的处理，并将模型对实际地质体表达的有效性进行了分析。　　 (2)叙述了三维地质建模所涉及的断面数据的存储形式及标准格式，分析了基于几何的集成方法的缺点；提出了基于要素集成的多源地质数据整合及校验机制，阐述了其基本的体系架构，为多源地质数据的处理提供了一种新的思路。　　 (3)针对相对简单的层状地质体剖面数据，提出采用基于“主TIN”建模的方法进行模型的构建，叙述了该方法的核心步骤，并对建模过程中剖面线数据的快速提取进行了分析，最后提出了一种新的基于“主TIN”的地质体快速构建及模型简化算法。　　 (4)基于近似平行的断面数据，采用基于轮廓线拼接的方法实现模型的构建，但是经典的轮廓线算法并不能直接应用到模型的构建当中，为此，本文在分析经典轮廓线拼接方法的缺点后，提出了改进的拼接方法，从而实现基于近似平行断面数据的地质模型的构建。　　 (5)分析了“基于近似平行断面数据的建模方法”的缺点，针对空间中交叉的地质剖面数据，提出了一种“基于空间单元格划分的三维地质建模方法”，该方法基于“分而自治”的思想，将复杂的整体的建模区域划分为分割的单个格子的建模，最后基于单个单元格采用相反的思路，将所有的格子内的模型拼接起来形成最终的建模区域内的模型。　　 (6)在分析现有的三大类断层构模方法(基于地层恢复、基于分区插值和统一构模方法)的优缺点后，结合实际平面地质构造图数据的特点，采用了基于“线框架”模型的断层面构建方法，并解决了含多Z值的地层面模拟难题，实现了含逆断层的复杂地质模型的快速、有效构建。　　 (7)基于MapGIS-TDE平台，初步研究并实现了基于地质断面数据的结构建模插件系统。　　 所取得的这些研究成果，为三维地质模拟的研究做了很好的铺垫，同时也为后期通用的三维地建模系统的研发提供经验和基础。