城市三维建模技术是当前地理信息系统、计算机视觉、数字近景摄影测量等相关领域研究的热点内容之一.本论文针对当前城市三维建模技术的特点和研究现状,在多源数据信息基础上,选择对近景目标摄影影像(CCD)数据进行处理的城市三维建模技术作为主要研究内容,从理论到实践、进行了全面系统研究与分析.本论文完成的主要工作有:(1)对于构成立体视觉的CCD近景目标影像匹配的不确定性问题进行深入分析,总结出解决不确定性问题的四个约束条件.(2)分析了现有影像匹配算法对几何变形问题的处理策略,给出了实现四个约束条件、金字塔分层和单维沿极线方向搜索前提下,以边缘点和边缘线为特征的特征匹配方案.(3)在模型空间定位的数据处理方面,运用近景摄影测量网与秩亏自由网光束法平差方法,解决了空间定位信息的基准问题;在严密的光线束法平差中,摄影测量信息和非摄影测量信息的引入,建立了附有自检校参数光束法联合平差系统;同时解决了环绕建筑物进行交向摄影时,各个模型间大角度的连接问题,建立了仅用相对控制的秩亏自由网平差的数学模型.(4)城市三维建模方法方面,提出了对组成单个体元的可视面框架模型进行分离处理,并通过双向指针建立相互联系,以有翼表面边缘方法表示的城市建筑物模型的提取方案.对于纹理建模技术,依据空间模型的恢复重建的同时,实现对建筑物各立面纹理的三维几何纠正,解决了建筑物侧面纹理的建模问题.在顾及地形的景观一体化模型实现方面,解决了地物与地形模型的套合问题,并在混合数据模型的基础上,给出了一种虚拟城市景观模型的重建方案.以上方案分别解决了建筑物建模、纹理建模、虚拟城市景观模型建立和顾及地形的景观一体化模型等问题.(5)地物模型与地形模型的一体化模型的构造过程中,从地基落入与跨越多个三角片的模型重构出发,给出相应的建筑物与地形套合的步骤与方法.并考虑实现带状地物、独立地物的套合过程和基本操作.(6)考虑三维空间数据信息的数据特性和结构的通用性,建立了面向对象的空间三维模型库的数据结构和数据模型.并利用面向对象关系数据库技术,较好的解决了基于内容的影像数据信息的存储、管理和影像数据各种处理操作等问题.元数据库的建立,便于通过元数据对空间海量数据信息建立起规范化的索引和管理机制.(7)在城市三维景观模型可视化技术方面,给出了一种基于近似树结构的地物与地形一体的实时绘制算法,解决了大数据量景观模型的实时漫游问题;同时对三维模型的实时显示技术、纹理数据的LOD表示、实时漫游的数据调度、目标三维景观空间查询与交互等方面进行了研究与实践.(8)在Windows操作平台上,以Visual C++为开发环境,将数字近景摄影测量技术、计算机视觉与OpenGL技术相结合,利用微机实现了部分城市三维虚拟现实系统.系统采用面向对象思想指导系统的分析、设计和实现,作到了实用性与先进性的统一.