三维地质建模是实现“数字矿山”目标必须要研究和解决的关键问题。近30年来,无论在理论方面还是应用方面,三维地质建模技术都得到了长足发展,并日趋成熟。三维地质建模的任务是重建各类地质体的结构,对地质体内部空间分布进行描述,对各类资源在开发过程中的变化趋势进行模拟,进而达到对地质体外部结构和内部成分的三维可视化表达。由于三维空间数据获取的艰难性、地质体空间关系的复杂性以及空间分析能力的局限性,复杂地质体的三维建模面临着诸多技术难题。本论文以复杂矿体块体模型的构建为研究内容,着重研究八叉树结构块体模型海量数据管理和构模的关键技术,以加快模型的构建速度、提高模型对复杂矿体真实形状的表达精度、优化模型的管理方式为目的,对基于八叉树结构的复杂矿体块体模型构建方法进行了深入的研究,主要研究内容和研究成果如下：(1)通过对三维空间数据模型的比较分析,总结出八叉树结构是构建复杂矿体块体模型的重要数据结构。八叉树结构压缩效率高、结构简单、操作灵活,比较适合表达矿体对象,因为矿体几何结构复杂、内部属性不均一。(2)通过对传统八叉树结构块体模型构建方法的研究,分析了传统方法存在冗余数据、构模速度和模型精度比较低等方面的不足,并针对这些不足指出本文所要研究和解决的关键问题。(3)对线性八叉树编码方式进行深入研究,在传统编码方法的基础上提出了一种新的构建线性八叉树结点定位码的方法。即通过计算八叉树结点在其长辈结点中的位置码,将这些位置码按辈分从高到低的顺序排列。采用该方法确定结点定位码,只跟结点所在的深度有关,有效地避免了传统线性八叉树编码的不足,提高了编码速度。(4)详细总结了基于八叉树结构的复杂矿体块体模型构建过程,并研究解决了构建复杂矿体块体模型所涉及的关键算法,包括块体模型的有效管理算法、块体与复杂矿体表面模型的相交检测算法以及点是否在复杂矿体表面模型内外的判定算法。(5)针对八叉树结构的不规整性和复杂矿体块体模型海量数据的特点,提出了不规则空间填充Z曲线管理八叉树结构块体模型的概念,设计并实现基于八叉树结构的不规则空间填充Z曲线算法以及基于不规则空间填充Z曲线的八叉树结点查询算法。(6)对八叉树结点与复杂矿体表面模型相交检测算法进行了比较深入的研究,提出了一种精确判断八叉树结点与复杂矿体是否相交的方法,即通过计算八叉树结点与OBB树包围盒中的矿体表面模型三角面片的交点个数及其分布情况实现精确的相交检测功能。设计并实现了计算八叉树结点与复杂矿体表面模型三角面片交点的算法。(7)对基于BSP树法判定点是否在复杂矿体表面模型内外的算法进行了比较深入地研究。在已有研究成果的基础上设计BSP树法判定检测点是否在复杂矿体表面模型内的算法。本文针对八叉树结构复杂矿体块体模型构成过程中的数据结构和构模方法的瓶颈问题,设计相关的数据结构和关键算法,并基于武汉地大坤迪科技有限公司QuantyView平台,研发了集复杂矿体块体模型构建、模型管理、数据查询等为一体的功能模块。本文的创新点在于：(1)提出了一种新的八叉树结点定位码方法,提高了线性八叉树编码速度。(2)提出了不规则空间Z曲线填充的海量数据管理方案,有效地实现了海量数据的管理和检索。(3)实现了从复杂矿体表面模型到块体模型的高效转换。最后,通过实例应用,对相应的理论和算法进行了验证。