随着三维扫描、图像处理以及标准CAD模型表达技术NURBS的迅速发展与广泛应用,通过三维扫描技术将获取到的高精度STL模型向通用CAD模型之间转换的需求更加突出。因此,提出研究高效的参数化重构算法并构建符合用户习惯的模型重构软件平台已经成为提高三维扫描技术在产品开发中的应用和提高模型转换质量与效率的关键问题。以往的拟合算法多是基于序列化后点阵进行拟合,其缺点是无法对拟合精度加以约束和控制,同时在一般的商用CAD软件中,如PTC的CREO Parametric中,还缺少较为成熟稳定且符合该用户使用习惯的STL参数化重构解决方案。因此本文通过分析STL模型中存在的曲面类型和特征,针对与柱面拓扑同胚的曲面和拉伸特征重构展开研究,并以胫骨STL模型与航空发动机汽轮机叶片STL模型两个实例进行了验证。论文在分析STL模型截面特点后,通过对截面数据进行序列化以及转换到参数化空间,采用最小二乘法对截面进行拟合,得到截面NURBS曲线控制点;然后提出了基于关键截面(KCS,Key Control Section)的STL模型曲面拟合算法,通过该算法完成了对胫骨曲面与叶片曲面的拟合与重构。针对模型中存在的特征,论文采用基于截面带约束分段拟合算法对特征截面进行拟合,通过对截面元素的分段建模,构建约束关系以及目标优化函数,采用L-M法对该模型求解进而得到截面参数优化结果;然后在介绍并分析了实体建模技术的基础之上基于CREO二次开发平台Pro/Toolkit实现了曲面与特征重构方案。最后完成软件系统原型的开发,并通过运行曲面重构实例与特征重构实例对软件功能进行验证。同时本文还进一步通过第三方误差分析软件对重构得到的模型进行误差的分析和验证以证明算法的有效性。