逆向工程是综合仿制、现代设计方法、计算机辅助测量、CAGD、CAD、CAM等高科技在内的新兴学科，本文所讨论的实物逆向工程，是指依据从实物模型测得的点云数据，构造出该物体的CAD模型，继而将这些模型用于产品的分析和制造等后续工作。 随着计算机技术和光电技术的发展，逆向工程的数据测量越来越倾向于采用光学非接触式测量，其特点是速度快、精度高、扫描数据量大，可以充分表达零件的细节特征。本文对逆向工程的三个关键环节：数据采集、数据处理和曲面重构相关技术进行了研究。基于实验室自备的三坐标测量机，研究了非接触式测量的测头标定，并通过对实物的测量了解了数据获取的整个流程，在此过程中发现在实际测量时应该考虑到后续数据处理的需要，特别是基于规则特征的数据对齐须在测量时就选好对齐特征，规划好测量方式；针对常见的数据预处理方法，如多视点云对齐、噪声去除、数据精简、数据分割等，结合实例探讨了不同类型点云数据应采取的具体处理方法，给出了点云数据处理的注意事项；从精度、控制点调整、光顺性等方面比较了Bezier曲面和NURBS曲面，得出NURBS方法的诸多优点，本文以NURBS方法为基础结合实例对曲线、曲面的建模方法和步骤进行了详细的讨论，并以曲率分析、等高线检测等方法对曲面光顺性评价进行了研究。此外，实践发现在对精度要求不是很高的场合，以“特征线”为中心进行实物的曲面重构有助于提高工作效率。 最后，通过三坐标测量机非接触式测量获取某汽车支撑件点云数据，利用Imageware软件，对其进行了数据处理及曲面重构，并取得了较好的建模效果。