工程三视图是以正投影原理在三个正交平面上的正投影来表达三维零件结构和形状的一种有效手段。当前机械零件设计领域仍以二维图纸设计为主，而三维形体不仅有完整的几何拓扑信息，而且操作和修改更直观。因此研究根据二维视图自动重建三维形体的技术有重要的现实意义，可以减少人工识图的难度并充分利用现有的大量工程图纸。其主要任务是根据几何和文字标识等二维信息生成空间的三维形体元素，如形体的点、线、面等，实现形体的重建。 三维重建技术的研究主要围绕两个关键问题：一是扩大重建形体的覆盖域，如增加形体边界曲线的类型和放宽对曲面位置的限制等；二是减少重建过程中投影匹配及逆投影检测的处理，提高算法效率。 本文以国家973子课题“模具的工程图重建理论与方法研究”为背景，针对模具工程图的三维形体重建开展了研究，实现了能进行较复杂曲面重建的原型系统，主要成果有： 1.系统地提出了空间三维直线边的生成准则。充分利用二维节点、连接与三维顶点、边的对应关系，减少空间边的投影检测次数，提高了算法的运行效率。 2.提出了一种用拓扑知识研究三维线框模型中面环搜索的方法。传统的几何方法进行面环构造需要较复杂的曲线曲面计算，及因应用深度搜索算法而引起的较多的时间开销。本文引入了图论中图分解及嵌入等理论，根据图的连通性质推导面的拓扑结构以避免几何特征的推理，如曲面位置的判断和曲面方程的计算，减少了处理时间，并在一定程度上扩大了 形体的覆盖域。 3.本文基于清华大学自主开发的三维CAD软件TiGems系统，实现了较完整的三维重建原型系统，能够处理较复杂的曲面的重建。通过对相关算法的验证和实验数据的比较表明，本文提出的拓扑方法比已有的几何方法有较快的处理速度。 综上所述，本文提出的直线边生成准则和拓扑方法的面环搜索方法较好地优化了重建过程。