随着三维扫描设备测量精度的快速提高及扫描技术的快速发展,直接通过三维扫描仪可以方便的获得高精度和高密度的实体点云模型,使得三维点云模型已经成为一种非常重要的数字媒体形式.由于实际物体表面的形状复杂性及扫描设备测量方法的局限等原因,获得的点云模型中时常会出现孔洞.而在曲面重构过程中需要对完整的点云模型进行处理,因此,孔洞修补技术是曲面重构中必不可少的前置处理工作,也是虚拟现实技术能否更好实现效果的关键性技术.本文通过对已有的孔洞修补算法进行研究,提出一种鲁棒性较好的孔洞修补算法,主要内容包括检测孔洞边界点、获得孔洞边界边和基于偏微分方程(PDE)方法进行孔洞点填充.本文的主要工作包括以下几个方面：1.点云模型几何属性的计算方法.点云模型运用Kd-树的方法查找k-邻点,由k-邻点构建协方差矩阵,运用主元分析法(PCA)估算点云法向量和法向量一致性调整,通过移动最小二乘法计算局部曲面拟合多项式,且根据拟合多项式计算某点的平均曲率、高斯曲率、最大主曲率和最小主曲率.2.通过分析点云模型的局部几何属性,提出一种多准则提取点云模型孔洞边界曲线的算法.算法首先寻找点云中每个点的邻点并计算点云曲面在该点处的法向,通过综合运用最大角度度量准则、半圆盘度量准则和形状度量准则等,度量相关数据点成为孔洞边界点的概率,再采用搜索最近点方法对边界点进行连接处理,生成孔洞的边界线.实验表明,该算法运行稳定,鲁棒性好,可检测提取出点云模型上各种孔洞的边界曲线.3.基于偏微分方程方法实现点云模型的孔洞修补.该方法首先对提取的孔洞多边形进行预处理使多边形更加规则,然后对新的孔洞多边形进行等距离参数化生成三条新的边界曲线,依据这些边界曲线构造四阶偏微分方程,最后通过求解偏微分方程实现点云模型的孔洞修补.实验表明,算法能够快速的实现孔洞的填充,填充后的孔洞点与原始模型光顺圆滑,能够自然的融合在一起.在上述算法理论研究基础上,本文实现了点云模型孔洞检测与修补算法.通过测试部分孔洞模型,程序运行结果表明本文所设计算法的正确性.