由二维建筑户型图自动重建三维建筑模型不仅能支持真实感渲染、建筑评估等应用，还能通过分析户型图空间的几何和语义信息，为室内漫游、火灾逃生等应用提供重要信息。本文通过分析二维建筑户型图，得到其空间拓扑和语义信息，并快速生成三维模型。主要工作包括：(1)对户型图中最普遍存在的墙体和柱子两种结构构件，提出基于基本结构元素图（Shape-Opening Graph，简称SOG）的墙体识别算法和具有反馈机制的柱子识别算法。首先，通过分析墙体特点，提出基本结构元素的概念，并引入基本结构元素间形状与形状相交、形状与开口相邻、开口与开口相邻三种关系；然后，从已识别出的门窗符号出发，利用基本结构元素关系，构建SOG图，加入SOG图的形状包含的线即为墙体线；最后，根据已识别墙体线与候选柱子的位置关系，根据已识别的墙体识别柱子，进而基于已识别的柱子识别SOG图未能识别到的墙体。SOG图的建立过程不仅是识别户型图中墙体线的过程，也是构建墙体和开口拓扑位置关系的过程。(2)在搜环预处理的基础上，提出基于搜环的功能空间恢复算法。首先，通过分析开口与墙体的位置关系，提出基于优先级的开口墙体等价线算法和柱子墙体等价线算法；然后，为满足每条墙体线只存在于一个环中并且图中所有环为功能空间，提出基于奇偶规则的墙线预处理算法和悬边补齐算法；接着，在预处理后的墙线中搜环，并分析每个环对应的功能空间信息；最后，通过构建建筑层次树以描述建筑拓扑关系。该算法不仅提高了后续三维拉伸的效率，并且将识别结果从几何层面提升到了语义层面。(3)提出多楼层户型图的对齐算法和整栋建筑三维拉伸算法。首先，通过标注轴线匹配的方式统一不同楼层坐标；然后，通过拉伸外环、剪去内环、安装地板、挖空门窗、安装开口和柱子模型等步骤重建最终建筑三维模型。该算法将单层重建扩展到多层重建，将一张图纸包含一张户型图拓展到包含多张户型图，扩大了算法的处理范围。