近年来可视查询作为一种特殊的障碍空间查询,吸引了许多专家学者在二维空间中进行深入的研究并取得了一定成果,但是三维空间的可视查询研究刚刚兴起。在三维空间中,目前已有的AABB模型、OBB模型的可视性研究并不适用于真三维空间中空间对象形状不规则、空间姿态完全自由的状况。针对这种情况,本文提出一种基于凸壳模型的三维障碍空间可视查询研究方法。主要内容包含以下几个方面。首先,三维空间对象的表示模型及索引结构。针对三维障碍空间中的可视查询要求查询结果更加准确而不能使用传统AABB模型这种情况,提出使用三维凸壳模型表示空间对象,并基于此模型对传统R树进行优化,提出三维凸壳与R树相结合的索引结构,将该索引结构命名为C-rTree索引,对其进行相关定义。在此基础上,给出该索引结构的整体结构设计与实现算法。提出基于三维C-rTree索引结构下的查询操作算法。其次,三维凸壳的可视性检测及可视k近邻查询。针对三维凸壳形状不规则的情况,对其进行可视性检测时不能像AABB一样使用传统的投影法,也不能像OBB一样通过对水平面和垂直面分别投影后计算投影角度的方法,本文提出了“查询点-对象可视体”和“联合障碍物”的定义,并采用“查询点-对象可视体”与障碍物进行碰撞检测和线面几何计算操作相结合的方法来检测凸壳模型的可视性。介绍了凸壳可视查询的相关定义和用到的凸壳碰撞检测方法,给出基于凸壳模型的可视性检测算法实现,包括单个障碍物下的可视性检测和联合障碍物遮挡下的可视性检测。并基于此提出基于凸壳模型的三维可视k近邻查询算法。最后,针对研究内容构建实验系统,给出系统设计说明并介绍系统各部分功能。设置不同的数据规模、不同数据分布、不同结点阈值等其它条件为实验变量,分别构建三维C-rTree索引结构与传统R-树索引结构,对查询的精确度进行对比。证明本文提出的三维C-rTree索引相较于传统R树结点查询精确度高。设置不同数据量、不同k值为实验变量,对凸壳模型空间对象进行可视查询结果对比与分析。该对比实验证明本文提出的基于凸壳的可视k近邻查询算法的优越性。