地质特征赋存于一定的地质背景，其空间分布在不同的地质背景下有不一样的特点，例如，在山地或风化区，地形起伏非常剧烈；而在平原或沉积区，起伏则相对平缓。对孔间地质特征进行统计推断，必须充分考虑地质特征与地质背景之间的客观联系。然而，目前绝大部分方法都是纯数学的空间插值，以至于“三维地质信息系统”构建精度低，影响“数字地球”的实现进程。本文基于地质随机场理论，以空间插值方法为数学手段，以surfer软件和IDL编程语言为工具，以实际工程资料为支撑，致力于研究三维孔间地质特征的统计推断方法，主要研究工作和结论如下：1.分析了10种空间插值方法的基本原理，讨论了各方法的特点、适用范围及存在问题，并通过算例进行插值对比和效果评价，取得了一定的认识。其中，克里金(Kriging)插值法系能够较好地反映地质特征随机特性的方法，值得推荐采用；反距离加权插值法(IDW)原理简单，权函数灵活，目前虽然没有考虑地质背景的影响，但理论上是可行的，通过合适的插值邻域选择及权重确定，可以使其变为考虑地质背景的优良插值方法；2.为考察不同地质背景下地质特征的相关性，选择了具有典型代表意义的珠海市斗门区项目（三角洲平原地貌）和广州市白云区项目（低山丘陵地貌）进行研究，计算并分析了各土层及地下水的相关距离、相关函数及方差折减函数。关于相关距离的计算成果可作为插值邻域选择和插值权重确定的重要参数应用于对应土层/地下水位的空间插值，相似地质背景下的工程可参考借鉴；3.鉴于实验变差函数的计算受到钻孔数量、钻孔分布的限制，误差很大，由此确定变差模型比较困难。本文讨论了变差函数解析模型、相关函数标准类型及其参数的特点，推导了用相关距离（或相关函数）来确定变差函数模型参数的方法，为Kriging变差模型的确定提供了一条新的途径；4.引入相关距离确定插值邻域和插值权重，提出了一种新的统计推断方法——相关加权插值法。该法充分考虑地质特征的相关性，克服了反距离加权法幂指数p确定的主观性，是一种基于地质背景的插值性能良好的统计推断方法。