为了适应市场的需求，更多的是为了适应不断发展的先进制造技术，需要将实物样件或手工模型转化为CAD模型。而逆向工程的目标就是根据离散的数据点集构造出光滑、连续的CAD模型，因此CAD模型重建技术是逆向工程的关键技术之一。逆向工程处理的零件，很多都具有复杂的自由曲面，自由曲线曲面的重建是逆向工程要解决的主要问题。通过选择合理的曲线曲面拟合方法，能够快速、准确地重建物体的CAD模型。 逆向工程中基于点云的三维模型重建，在许多应用中具有重要意义。大量的研究成果已为逆向工程中曲线曲面造型与重建提供了理论基础。通过测量物体表面，可以得到物体表面数据点的三维空间位置，利用这些获取的数据，使用各种曲线曲面拟合方法，实现对实体模型的三维重建。传统的拟合方法一般是使用最小二乘法（LeastSquaresMethod），通过使误差的平方和最小，得到一个线性方程组，求解线性方程组就可以得到拟合结果。但是如果离散数据量比较大、形状比较复杂，还需要进行分段拟合和平滑化，这在实际操作中往往带来了一定的困难。 基于能量优化的几何造型技术为逆向工程中的CAD重建提供了新的思路和方法，变形轮廓赋予了曲线力学特性，具有自然、光滑的特点，目前得到了广泛的研究和应用。本文首先阐述了逆向工程技术的组成原理及应用，介绍了B样条曲线以及传统的曲线拟合方法；其次分析了变形轮廓模型的优缺点，讨论了基于变形模型的几种典型形变外力。在此基础上，提出了基于梯度矢量流（GradientVectorFlow，简称GVF）变形模型的B样条曲线拟合方法。该方法通过将离散数据点坐标转换为平面图像，使初始轮廓线在GVF外力作用下发生变形拟合出B样条曲线，避免了传统方法中的采样点数量、分布及参数化过程所带来的问题。最后对基于截面轮廓线构造B样条曲面的方法进行了研究，提出了一种基于变形模型的B样条曲面旋转法和蒙皮法，实现了基于截面数据的三维表面重建。 本文的研究为自由曲线曲面的拟合提供了一种新的思路，这在科学研究与工程应用实践中是具有非常重要的意义的。