三维空间中现有的复合表达模型在描述目标对象之间位置关系时,无论是在认知习惯还是区分度方面尚且存在着一些缺陷,这些缺陷直接影响着空间关系推理结果的精确性。针对上述问题,本文提出一种复合表达模型,并基于该模型给出一种高精度的空间关系推理算法。主要内容如下:首先,为提高对空间对象位置信息描述的准确性,综合八方向锥形模型和5定性距离划分方式的优点,提出一种三维复合表达模型3D-ICSRM(Three-dimensional Improved Composite Spatial Relationship Model)。利用该模型对三维目标对象之间的位置信息进行了详细的定义和描述,给出了任意参考对象的3D-ICSRM模型构建过程。根据空间模型性能指标对该模型进行了理论上的性能评估。其次,基于3D-ICSRM模型,依据位置关系的组合运算规律采用复合表法给出目标对象之间位置关系的推理结果。为提高推理结果的精确度与缩小结果查找范围,根据不同空间关系的相互制约机制、三维坐标转换原理和计算公式提出一种结合定性表示和定量推导方式的高精度空间推理算法HPSRA(High-precision Spatial Reasoning Algorithm)。利用上述算法给出了不同空间目标对象位置关系组合推理的结果与分析。最后,建立空间推理原型系统,给出3D-ICSRM模型和空间推理结果的图像模拟,验证了本文所提出的模型和推理算法的正确性。并通过对比实验分别验证了3D-ICSRM模型与现有模型相比在区分度和推理方面良好的性能,以及HPSRA算法在进行三维空间位置关系推理时与复合表法相比在精确度、误差性等方面所具有的优势。