盐穴是利用水溶开采方式在地下较厚的盐层或盐丘中形成的人造地下洞穴,主要用于安全储存不溶解于盐的物质,是重要的战略物资贮备方式.盐穴空间是非均质、非直视的三维空间,其大小和形状根据不同的地质条件而定.中国目前有关盐穴的研究尚处于初级阶段,建立盐穴的三维模型对盐穴的开发利用及稳定性分析具有重要意义.盐穴测量是盐穴三维建模的基础,获取较为准确的盐穴形体、表面积和体积数据是盐穴测量需要解决的主要问题之一.盐穴的体积、表面积是盐穴稳定性分析的重要参数,传统的盐穴体积、面积计算方法是在二维图形的基础上进行近似计算,计算精度差,克服这一不足的方法是建立盐穴的三维模型,目前国内、国际上尚没有成熟的盐穴三维建模工具和方法.本文以盐穴的测量数据为研究对象,从地质三维建模的角度,通过对盐穴测量方法、测量数据特点的分析,对盐穴三维表面模型、体数据模型的建模方法进行研究,力图建立一套较为完整的盐穴三维建模理论与方法体系.针对盐穴的测量数据预处理问题,对盐穴测量数据的检验、校正及插值问题进行了研究,为避免插值过程中出现的数据畸变,引入了保形埃尔米特插值方法对盐穴的水平剖面线和垂直剖面线进行插值.通过对盐穴剖面线空间关系的分析,总结了剖面线的特点,研究了几种典型的剖面线面模型重构算法,针对外垂直剖面线建模问题,提出了空间最近点表面模型建模算法,并对其进行了进一步改进,提出了改进的空间最近点建模方法,在此基础上通过引入评价函数的方式,提出了双边距离角度加权面模型建模算法.为了解决侵入盐穴内部岩石体的建模问题,提出了内垂直剖面线的分类算法和延展建模方法.在表面模型的体素化阶段,采用了两种快速排除方法对传统的射线法进行了改进.由于盐穴形状较为复杂,直接利用其水平剖面线进行表面建模存在较为复杂的分支与对应问题,为解决此建模难点,借鉴轮廓变形方法的思想,提出通过构造属性场的方式引入隐函数的变分方法直接对水平剖面数据进行体数据插值,通过规则体素模型进行体数据模型生成,采用等值面绘制技术实现体数据模型到表面模型的转换.根据本文提出的算法设计并实现了盐穴测量数据的三维建模原型系统,对实际盐穴测量数据建立了表面模型和体数据模型,应用此三维模型进行了面积和体积的计算,并将结果与实际盐穴测量数据分析结果进行了比对,对方法的有效性进行了验证.