人们约90%的时间都在室内活动,对室内导航与位置服务的需求趋向个性化与精准化。室内空间模型是室内导航与位置服务的基础,几何、语义、拓扑数据的有效组织与表达直接影响到导航与位置服务的水平。因此,面向室内导航的多种需求就需要一种几何表达准确、语义信息丰富以及空间拓扑关系描述完备的室内空间模型。在目前的研究中面向室内导航的室内空间模型对语义、几何与拓扑结合程度不足,同时对于建筑室内对象之间的空间拓扑关系的表达与描述不全。在对室内空间拓扑关系的提取中,众多学者以BIM、City GML模型为主要数据源,但数据不易获取,时效性较差,并且提取得到的室内空间拓扑关系不全面。点云因其获取速度快、精度高、可反映物体表面真实信息等特点,近年来逐渐成为室内模型构建、室内导航的数据来源。本文以面向室内导航为出发点,设计出一种以建筑室内空间拓扑关系为研究对象的数据组织模型,并以点云为数据源设计一套提取室内空间拓扑关系的方法,可为室内导航位置服务、室内应急、室内场景展示提供模型数据支撑。本文的主要研究工作与成果如下:（1）设计一种面向室内导航的建筑室内空间拓扑关系数据组织模型。模型基于City GML的几何模型表达,使用ADE应用扩展技术对语义对象、语义属性信息与拓扑关系表达进行扩展。在对建筑中空间对象与构件对象总结基础上,对City GML标准模型中未充分表达的室内对象进行补充。模型设计了室内空间拓扑关系的数据组织模块,采用节点与关系边以显式表达方式将室内对象间的三种基本关系（“空间-空间”、“空间-构件”、“构件-构件”）作为拓扑表达基础,对聚合、连通、相邻关系以分级的方式存储在相应的空间对象属性中,提高了空间查询效率。该模型集语义、几何、拓扑信息为一体,充分描述与表达室内对象之间的空间拓扑关系,可为室内导航位置服务、室内应急等多领域提供模型数据支持。（2）设计一种以点云为数据源提取建筑室内空间拓扑关系的方法。方法以点云室内空间划分为切入点,自上而下按照“建筑-楼层-房间-构件”的顺序进行分解。在房间划分中采用在点云中探查门并结合图像方法的思路,在点云数据中筛选房间门框的上沿平面确定门的位置,避免过度分割现象。在室内空间拓扑关系的提取中,以楼层的房间划分图为依据提取出单层各房间之间的连通、相邻与聚合关系;在房间约束下,提取出房间内部聚合关系与墙面构件之间的相邻关系;根据楼层间垂直通道得到楼层间的连通关系。直接以室内点云作为数据源,不仅因其更新速度较快的优势避免了模型时效性问题,且提取结果可为BIM模型构建提供数据支持。方法充分考虑了涉及室内导航与空间查询中各室内对象间的连通、相邻、聚合关系,提取结果可为室内导航与空间查询提供服务。（3）设计实验进行分析验证。实验以C++作为主要开发语言,以北京建筑大学大兴校区学院楼F座一楼与二楼的室内点云数据为实验对象。实验部分对一楼与二楼的室内点云数据进行空间划分与空间拓扑关系提取,并以空间划分结果与房间内部墙壁的相邻关系为参照,构建出一楼与二楼的标准City GML室内三维模型。基于建筑室内空间拓扑关系模型BISTRM的研究成果,使用XML语言生成模型的Schema描述文件。最后,以模型的描述文件为参照将空间拓扑关系提取结果与标准City GML室内三维模型相结合构建出具有空间拓扑关系的建筑室内三维模型。模型不仅描述出详实的室内环境,并且准确表达建筑中室内对象间的空间拓扑关系,证明了数据组织模型以及拓扑关系提取方法的有效性。