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在研究现有二维平面对象的方向关系模型的基础上，给出一个三维空间方向关系定性表达和推理模型。该模型是平面方向关系矩阵模型向三维空间的扩展，通过延伸参考对象在三维空间最小外包矩形的边，将三维空间划分为27个方向区域，通过记录上述27个方向区域与主对象的交集是否为空，构造一个三行九列的矩阵，用以表示三维空间的方向关系。基于该模型给出三维空间方向关系的定性推理方法。