现有逆向工程过程包括实物表面数字化、数据预处理、点云分割、曲面重建等环节，且各个环节中的关键难题仍是目前研究热点。曲面重建是逆向工程中最为关键的环节之一，其处理速度和质量最终制约着下游的CAD再设计等作业进程。 本文采用三维可视化技术，实现了公路隧道的三维建模与可视化表达，即利用三维激光扫描仪获取的隧道点云数据，进行了三维空间地物可视化建模研究。详细论述了三维模型的建立方法，在此基础上分析了公路隧道三维可视化过程。扫描点云是自由曲面造型的基础，论文对扫描点云的获取和点云数据的预处理方法进行了分析，对数据点云预处理过程中数据去噪、数据精简、数据修补等关键技术进行研究。图像信号在产生、传输和记录过程中，经常会受到各种噪声的干扰，严重地影响了图像的视觉效果，因此采用适当的方法减少噪声（即进行图像噪声的滤波），保留有用信息，以此减小处理数据，提高处理速度，减小工作量是一项非常重要的工作。本文主要对图像去噪方法中的小波滤波技术进行了研究，包括小波去噪的原理、方法、小波基和小波分解层的选择。实现缺损处的数据重现。针对有缺损的点云数据，利用已得到的测量数据拟合得到截面曲线，根据曲面的几何形状，利用曲线编辑功能，选择曲线切向延拓、抛物线延拓和弦向延拓等不同方式，将曲线延拓通过需插补的区域，然后再离散曲线形成点列，补充到空白区域。经过预处理之后的点云数据，利用传统曲面造型方式进行曲面模型重建。传统曲面造型方式遵从典型的逆向工程流程，即点—线—面，使用Bezier和NURBS曲面直接由曲线或测量点来创建曲面。