工程地质是工程建设的基础，大型工程所涉及的工程场址往往工程地质条件多变，地质构造复杂。传统的地质信息处理方式难以满足工程地质工作人员的需要。工程地质三维建模及其应用借助于计算机和科学计算可视化技术突破了传统工作方式的局限，直接从三维地质空间角度去描述工程地质体的几何形态、拓扑信息和属性信息，这对工程建设和地质灾害防治具有重大意义。本文就工程地质三维建模及应用技术中的关键问题进行了深入的研究，主要研究成果如下:　　(1)提出了基于对象的工程地质体三维数据模型。　　地质数据的表达方式即数据结构是三维地质建模的基础，研究合适的三维数据模型极为关键，这也是3DGIS领域和地学模拟领域关注的热点。本文分析了基于曲面表示、基于体表示，以及基于混合数据结构的三类数据结构的特点，讨论了它们对工程地质三维建模的适宜性。本文引入基于对象的数据模型，并根据三维地质建模的实际情况对其进行了扩展，建立了适合于三维地质建模的对象参数化数据模型。本文为此模型设计了详细的数据结构，建立了完整的数据库，此数据库是本文研究和系统实现的基础。　　(2)对工程地质体建模方法进行了详细的分析　　提出了多源地质数据的整合方法，解决了不同勘察阶段的钻孔数据、工程地质平面图、剖面图以及地形图等资料的整合应用问题，利用有限的资料为三维地质建模提供了尽可能多的基础数据。　　对三维插值和拟合方法进行了系统的分析和对比，通过选用合理的插值拟合方法提高了建模过程的效率和模型精度。　　对地质界面几何造型方法与过程进行了剖析，提出了用地质成因分析确定NURBS控制参数，进行地质界面几何造型的方法，充分利用了NURBS表达地质曲面，在形态、精度、可视化等方面的优点。　　(3)提出了复杂地质界面三维重构与三维地质建模的新方法　　提出了基于地质构造运动反演的含断层地质体的三维地质建模方法，较好的解决了断层在工程地质体中的可视化问题;提出了一种基于地质成因分析和合理性评价的三维地质界面重建方法。实例表明，集成这两个方法进行复杂地质体三维建模，是一种实用且高效的方法。　　(4)研究了基于三维地质模型的基本分析技术　　依据工程地质三维模型，实现了基本的地质分析功能。主要包括:①含断层三维地质体的建模和可视化;②三维模型的任意剖切分析，包括地质横剖面图、纵剖面图、斜切等各种地质三维剖切分析和相应的二维工程地质剖面图的自动生成;③工程地质体开挖的三维可视化。　　(5)开发研制了工程地质三维建模及可视化系统(GeoMAS)　　根据所提出的工程地质三维建模与分析的理论方法，借助Java编程语言、科学计算可视化技术、OpenGL、面向对象技术、GIS技术以及数据库技术等多种先进技术手段，研制开发了工程地质三维建模与分析信息系统——GeoMAS。　　(6)工程应用和实践。　　将确立的三维地质建模及可视化方法体系及以此为基础开发研制的GeoMAS，应用于水电工程、斜坡等三维地质建模与分析当中，验证了所建立的三维地质建模方法流程的可行性和有效性。