随着计算机科学、计算机图形学以及现代数学理论的发展和创新,地下空间三维模型的建立逐渐成为地质领域的研究热点。三维地质建模在20世纪90年代初期开始为人类所重视,并逐渐成为数学地质、石油勘探、岩土工程、GIS和科学计算领域的研究与应用热点。当前简单层状地质体结构模型的构建已经有了比较成熟的解决方法,而断层结构等特殊地质体模型的构建则是三维地质结构模型的难点及关键所在,也是当前相关学者的研究热点。本文以“三维空间中复杂结构地质体自动建模算法研究与应用”为背景,对工程地质三维建模算法中的关键问题进行了研究,主要体现在以下几个方面:(1)本文在研究地质数据的特点的基础上,针对断层构造的特点,设计了三维断层结构的典型地形模型,包括水平界面断层模型、倾斜界面断层模型、曲面断层模型,给出了各个典型模型的构建过程;(2)由于普通Kriging插值算法对于原始数据进行插值处理以获得一个相对精确、完整的三维实体模型不能适用于包含断层的特殊地形,所以本文需根据特殊地形设计局部克里金插值方法来对不同地质区域离散的勘察数据进行插值处理,形成各区域规则网格数据,拟合形成基于TIN三角网的断层地形模型;(3)通过地质建模中参数的改变,以及相对误差的计算统计出插值后特殊点发生的位置,判断各种地形模型中断层位置、角度发生变化后,局部插值算法的适用范围,给出局部插值算法的适用环境和范围的同时,给出数据误差的变化范围;(4)根据本文确立的典型断层地质模型,选取Microsoft Visual Studio .NET 2003为开发平台,结合性能优异的图形开发库OpenGL,通过ADO组件连接SQL Sever2000属性数据库,通过与数据库的连接,从数据库中提取建立地质模型相关的数据,实现了地质数据的实时建模与模型的动态更新。本系统构建的断层地质插值算法,不仅实现了特殊地质的插值处理,还给出了局部插值在各种地形模型的适用范围,实践验证了基础理论的可行性,并在实践中进一步完善了基础理论。