在GIS三维建模领域,使用建筑工程视图自动构建三维模型的需求正在迅速增长。二维建筑工程视图的读取、分析和三维构建是一个涉及计算机图形学、计算机辅助设计等领域的重要研究课题。经过几十年的研究,国内外研究者相继提出多种构建方法,但是在实际应用方面还存在不足,需要进一步分析研究。因此,研究利用建筑工程多视图自动构建三维模型具有重要的理论意义和应用价值。本文对比分析了基于B-Rep的构建方法和基于CSG的构建方法,结合拓扑几何学原理,研究了一种基于多视图空间拓扑关系的三维模型构建方法。主要研究内容和创新之处包括:(1)针对建筑工程视图设计标准不固定,计算机自动识别困难等问题,规范了建筑多视图的绘制方法,调整了多视图的位置分布,为提高多视图的识别和重建效率打下基础。(2)为有效存储提取的图元数据,满足三维构建算法的输入环境,给出了图元数据结构设计和预处理方法。即采用移动分割线法快速高效地分离多视图中包含的六个基本视图,利用坐标变换将多视图从平面坐标转换成各自对应的空间坐标。(3)为构建三维基体的拓扑结构,本文首先提出了基于二分支点的轮廓环搜索算法用于识别视图中的基本轮廓环,然后提出了基于俯视图基环的轮廓环匹配算法,将组成各基体的投影基环从多视图中提取出来,最后组合基本轮廓环构建基体的拓扑结构。(4)为构建三维基体的几何结构,提出了基于投影点的三维顶点搜索算法,并给出了三维顶点坐标的计算方法。最后利用三维顶点置换基环中的投影点,成功构建基体的几何结构。(5)将包含点、面、体空间拓扑关系的数据输出到obj文件中,这种通用的三维模型格式适用于各种应用。本文采用面向对象的编程思想开发了用于多视图构建三维模型的函数库,并以实际建筑多视图为例进行了三维模型构建实验。使用该函数库可以将二维多视图转换为obj格式的三维模型,并在基于Cesium的三维WebGIS系统中展示了建模设计效果。本文的研究成果为由二维视图自动构建三维模型提供一种有效的理论与方法。