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数值分析方法在岩石工程领域作用巨大、应用广泛。岩石工程领域的数值计算需要准确的三维数值模型为前提，而如何实现从勘测数据到精确岩体三维数值模型的转换是当前岩石工程数值分析领域亟待解决的关键问题。本文面向工程计算对岩体数值模型的客观需要，立足利用现代测量技术获取的岩体点云数据，研究岩体三维数值模型构建中的关键技术，以期实现从岩体点云数据到可用三维数值模型的转换，从而更好地满足岩石工程数值分析领域对数值模型的迫切需要。本文的主要研究内容包括岩石平面提取、岩体外形模型构建以及岩体三维数值模型构建等三部分，具体如下: 1.提出了一种基于霍夫变换与区域生长的多尺度岩石平面提取方法。该方法对霍夫变换与区域生长分别进行深度优化，充分利用霍夫变换的鲁棒性以及区域生长的完整性，从而可以准确有效地提取出完整的岩石平面。此外，该方法通过引入多尺度思想，不仅可以有效地提取不同空间尺度的岩石平面，而且可以有效地提取不同粗糙程度的岩石平面。实验结果表明，与现有的岩石平面提取方法相比，本文方法可以更好地处理岩石平面分割中遇到的“欠分割”与“过分割”问题。 2.提出了一种基于语义的岩体外形构建方法。该方法充分利用某些岩体外形主要由平面构成的几何特点，利用岩石平面作为几何基元进行岩体外形构建，其中，在多边形顶点化简方面，本文采用区域生长方法实现了多边形顶点规模的有效压缩;在多边形顶点合并方面，本文提出了一种多尺度邻域构造策略和一种基于“邻域缝合”思想的匹配关系处理算法，从而可以有效合并具有邻域关系的顶点。此外，为处理具有不良拓扑关系的多边形，本文提出了一种基于最优化思想的多边形位置形状调整算法。实验结果表明，将基于语义的重建思想引入岩体建模领域，可在保持岩体重要结构的前提下有效缩减顶点规模。 3.提出了一种岩体三维数值模型构建方法。该方法针对三维不连续变形分析对岩体模型数据的特殊要求，提出了一种交互式约束Delaunay剖分策略实现模型多边形的三角化和孔洞填充;为构造封闭模型，提出了一种基于“六面体”构造的模型封闭策略;通过引入极点图、模糊聚类和统计方法，识别岩石不连续面的优势产状;通过将不连续面插入岩体封闭模型中，实现岩体三维数值模型的最终构建。实验结果表明，本文方法构造的岩体数值模型可有效被不连续变形分析切割程序处理，验证了本文岩体建模方案的有效性和实用性。 本文面向现代工程计算方法对岩体数值模型的建模需要，以及现代测绘技术对岩体空间数据的处理需要，从中小型岩体数值建模的角度出发，在岩石平面提取、基于语义的岩体模型构建和岩体三维数值模型构建这三个方面取得了方法与技术上的创新。