随着信息社会的高速发展,虚拟现实、数字城市等各类应用对真实世界的模型尤其是建筑物的三维模型的需求不断增长。同时,无人机尤其是消费级四旋翼无人机以其成本低、性能好等优点在航拍摄像等领域正受到越来越广泛的应用。然而传统的使用三维扫描设备进行三维重建的方法成本高昂且运输不便,本文着重于研究将无人机这一灵活的图像视频获取平台应用于建筑物三维模型的重建,研究一套成本低、灵活的建筑物三维模型重建方法,以降低建筑物三维重建的人力和物力成本。同时,当前手动控制无人机针对特定目标尤其是建筑物进行航拍录像得到理想视频十分困难,对操作人员的要求很高。针对这一问题,本文研究了一套针对建筑物的无人机视频航拍路径规划与执行系统,以减轻使用无人机航拍的困难,降低人力成本。本文的主要工作和成果如下:1.本文提出了基于无人机航拍序列的建筑物三维模型重建方法。本文提出的方法通过SfM过程得到场景的稀疏点云,再通过计算代价小的若干过程,实现建筑物三维轮廓模型的重建。该方法的优点是图像数据的来源方便,同时相比多视角立体视觉的方法大幅降低了重建时间,并且在一定程度上保持了建筑物顶部的细节;2.针对目前将无人机应用于室外场景尤其是建筑物的三维模型重建缺乏有效、便捷平台的现状,基于无人机平台开发了建筑物三维模型重建系统。该系统可以从无人机航拍序列来重建室外场景的三维稀疏点云,并从场景中检测出地面和建筑物的立面、分割出建筑物的点云,并进一步重建出场景中目标建筑物的三维模型,适合在对模型细节要求不高的场合下对建筑物进行建模;3.针对当前手动遥控无人机针对目标建筑物进行视频航拍较困难的问题,开发了一套无人机视频航拍路径规划与执行系统。该系统能够有效辅助用户针对目标建筑物进行航拍任务的规划,并生成有效、可行的航拍路径且由无人机自动按路径飞行进行视频的录制。