三维地质建模能够直观地表达地质体的几何形态和属性信息,为地下空间和地质资源的合理开发利用提供参考依据,已成为地学研究的热点之一。然而,用于建模的钻孔、剖面和物探资料等传统数据源存在不易获取,数量有限,分布不均等问题,给三维地质建模领域的研究带来了一定障碍。平面地质图是区域地质研究的重要成果,其中融合了丰富的地质专家知识,能够反映一个地区整体的地貌地质特征,并且有着成本低廉,易于获取等优点。因此,将平面地质图作为数据源可在一定程度上缓解传统建模数据源带来的问题。为了给予地质研究工作和地下工程决策辅助依据,促进三维地质建模理论的发展,本文以平面地质图为主要数据源,利用地质知识规则集挖掘平面地质图中的隐含信息,构建特征曲面,表达地层与地质构造的空间延展和拓扑关系,建立区域浅层三维地质表面模型。取得的成果和结论如下：(1)总结了反映褶皱与断层构造特征的几何要素以及形态上的分类,分析了褶皱与断层在平面地质图上的表现形式。在此基础上,用UML图对褶皱与断层的几何要素和分类进行形式化表达。(2)构建地质知识规则集来对平面地质图中的信息进行挖掘。其中包含四个规则集,分别从地质年代、地层关系、地层产状、构造形态四个方面加以研究。规则集通过对平面地质图中已知的直接信息进行推理判断,获取隐含在地质图中的间接信息,为地质建模提供数据支持。(3)提出一种以平面地质图为主要数据源,结合地质知识规则集获取的信息,利用基于轮廓线的表面模型表达地质特征曲面,建立区域浅层三维地质表面模型的方法,从宏观角度再现区域的地质构造情况。研究了特征曲面相交、相离的处理机制,保证了建模过程中的拓扑一致性。(4)选取典型实验区,利用本文提出的方法建立三维地质模型。实验方案表明,通过地质知识规则集的支持与约束,可以实现地层界面与断层面的构建,能够反映出研究区域浅层褶皱与断层的三维空间特征,验证了该建模方法的可行性。