现今,城市化进程不断加速,室内空间成为了人们工作和生活的主要场所,“智慧城市”、室内外一体化导航、应急救援、防灾减灾等跨领域的应用对空间数据质量要求越来越高,因此提供三维意义上的路径规划服务已经成为了亟待解决的问题。由于传统的路径规划以二维地图数据为主,缺少真三维空间上的路径规划,难以满足上述需要,因此本文以建筑室内三维结构,以及其围成的三维可达空间为研究对象,根据现有的富含丰富语义信息的三维数据模型,提出顾及室内可见几何部件与三维可达空间一体化建模的建筑物三维空间数据模型,该模型能够支持数据转换、数据存储、空间剖分、空间分析、三维路径规划等功能,为上述多方面的应用提供更好的技术与方法支持。本文主要的研究内容和成果为以下几点:(1)提出了顾及室内三维可达空间的建筑物空间数据模型的概念模型、几何结构及物理存储模型对现有的建筑物富含语义空间数据模型进行了研究,对比分析了建筑信息模型(BIM)、城市地理建模语言(City GML)、室内建模语言(Indoor GML)等模型等的特点,针对上述模型各自有所侧重且不能直接满足室内三维可达空间建模与真三维导航的特点,设计了顾及室内三维可达空间的建筑物空间数据模型的概念模型、几何结构和数据库存储模型,为后面数据模型的应用提供了基础。(2)实现了基于八叉树的室内三维空间剖分研究了室内三维空间剖分方法,建立了八叉树和Z排序相结合、使用Morton编码的三维空间数据模型。不仅对建筑物实体部件进行表达,也对实体所围成的三维可达、可导航空间进行了建模和剖分。(3)室内三维连通关系构建及其在室内三维导航中的应用研究基于设计的模型,生成了满足行人的2.5D室内网络连通图。提取导航类室内三维可达空间剖分结果的八叉树,并从语义拓扑的层面上,确定导航类之间的连通性,生成了可用于无人机真三维室内导航等应用的真三维导航连通图。结合以上的研究内容,本文以从BIM数据转换而来的City GML模型为数据来源,将其转换到本文提出的建筑物三维空间数据模型中,并进行了三维剖分实验,室内导航路径提取算法实验等。验证结果表明,所提出的模型能将室内空间的建筑物实体部件和其所围成的三维可达空间相结合,将室内空间的几何、语义表征和模型应用相结合,拓展了模型的操作性,为后续的更深入的研究和应用提供了可能性。