复杂实体的三维建模是数字矿山的重要的组成部分,通过模拟复杂实体的几何外形不但能够有效提高地质分析决策的准确性和直观性,而且有利于复杂底层构造的定量化研究与资源的持续开发,在生产安全和地质灾害的预测方面都能起到重要的指导作用。本文主要包含了四个方面:三维可视化建模的相关理论与技术、数字矿山复杂实体的三维结构建模理论与关键算法、数字矿山复杂实体的三维属性建模理论与关键算法以及数字矿山建模理论与技术的工程应用。首先,从计算机图形学的角度出发,叙述了三维实体的表示基础、图形几何变换与交互技术和OpenGL的技术特点与原理,为数字矿山复杂实体的三维可视化奠定了理论基础。其次,将数字矿山中复杂实体的三维建模按照空间变化特征进行划分,将它们划分为三维结构建模与三维属性建模。三维结构建模研究内容包括了:三维线框实体基本原理、线框建模算法、基于轮廓线表面模型重构以及提出一种基于空间轮廓线的矿体表面三维重构方法。三维属性建模主要研究了传统块状模型,并且针对复杂的实体建模引入了八叉树结构块体模型,研究与总结了基于八叉树复杂矿体块状模型构建方法,提出一种基于八叉树的改进的变块技术。最后,根据北洺河铁矿的资料,结合复杂实体建模的理论与关键算法,对矿山的基本实体模型进行了构建,为后续的采矿设计、测量等提供了基础数据。数字矿山复杂实体的三维建模的研究成果,推进了我国矿山的数字化进程,提高了矿山设计人员的工作效率,减轻了工程布置的劳动强度,具有重大而深远的现实意义。