当前逆向工程几何模型重构尚未很好的解决与现代CAD／CAM软件系统紧密集成的问题，其主要原因是实物样件的B-rep模型重构与特征建模技术路线的不统一。本文提出在“体”的层次上重构实物样件的CAD模型。这种思路的核心在于体素的分割和特征体素的分类与设计意图恢复。已有的基于特征的体素识别算法，受重构B-rep模型思路的影响，都建立在“面”的层次上，对于外形发生诸如带有倒角、滚槽、退刀槽等加工痕迹，或者碰撞、磨损，或者布尔运算后的特征体素，不能有效识别其特征类型。 本文在对实物样件的三角网格进行体素分割的基础上，对体素的特征分类工作进行了深入研究。论文的主要研究内容和成果如下： 1．基于“体”的逆向工程几何模型重构技术。当前的特征建模的过程，首先把零件分解成设计特征，然后再建模。与之对应，基于“体”的逆向工程建模，首先对实物样件的三角网格模型进行分割，然后把分割子集进行特征分类与设计意图恢复，再建立CAD模型。两者的技术路线相吻合。 2．体素的特征分类。本文开发了一种基于形状分布描述的体素分类器。针对体素三角网格模型的数据特点，首先在网格模型上进行随机取点，然后计算任意两点间的欧氏距离，通过对距离按长度区间进行统计，得到体素的形状分布直方图(分布曲线)。运用EMD(Earth Mover’s Distance)距离函数比较两个直方图，来区分不同的体素类别。该方法原理简单，便于计算，对体素形状改变带来的噪音敏感度低，解决了不完整特征体素的分类问题。基于特征体素形状分布曲线的连续性，本文开发了一种插值提取圆锥特征参数的新方法，解决了圆锥面拟合过程中难以确定初始值的问题。 3．体素规范化。提出应用最小包围盒技术进行体素规范化。规范化的目的是为了解决特征体素类型相同而特征参数不同导致的形状各异问题。本文研究了体素规范化的过程。体素规范化改进了体素分类和设计意图恢复算法，通过本文的实验证明，规范化是必要且有效的。 本文中的所有算法均在开发的程序中得到编程实现和工程项目中得到验证应用。