在三维城市景观的计算机建模中，针对建筑物的三维建模是其中最重要的组成成分，近年来得到了计算机图形学和计算机视觉研究者的广泛关注。各种基于三维建筑物模型的3D建模软件在诸如三维虚拟漫游、三维地图、城市规划和三维游戏等应用中，得到了用户的普遍青睐。基于单幅图像的城市建筑物建模是计算机图形学和计算机视觉的一个研究热点。由于单幅建筑物图像所包含的信息量较少，给三维建筑物重建带来了许多困难，本文重点研究利用输入图像中呈现的线条特征、细节结构特征和重复结构特征等并辅以尽可能少的用户交互，以简单快速地重建出单幅图像中的建筑物模型。　　本文主要工作和取得的研究成果如下：　　1）基于单幅建筑物图像，提出一种以简单交互方式累进式重建三维建筑物场景的方法。在以单幅建筑物图像为背景的画布上，用户首先对输入图像进行校正预处理，以消除建筑物图像中的透视失真并恢复建筑物图像中的线条平行关系；然后在经校正处理后的图像上描绘建筑物基本轮廓线条，利用二维线画图中各线条的平行、垂直及顶点共面关系作为约束建立能量函数计算线画图中所有顶点的深度值，并根据结构对称性特点完善建筑物模型几何结构，生成建筑物场景的粗糙模型；最后利用建筑物图像呈现的精细细节结构和其与建筑物粗糙模型主体结构的几何位置关系确定细节结构顶点的深度值，并根据输入图像中可见部分纹理信息进一步合成建筑物表面纹理，得到精细真实的三维建筑物模型。　　2）针对具有显著重复结构特征的单幅城市建筑物输入图像，提出了一种通过简单交互以方便快速地生成建筑物三维模型中精细细节结构的方法。首先，根据用户的简单交互重建建筑物基本主体部分的三维几何模型；然后，根据输入图像，通过检测水平方向和垂直方向上的边界线自动检测建筑物各个墙面的重复结构，并对重复细节结构按照其包围盒的特征进行分类；其次，通过用户绘制细节结构的局部线画图，根据建筑物细节结构与基本主体部分的射影几何关系，恢复对应凹凸细节结构的几何模型；最后，根据检测得到的建筑物表面重复结构，分别自动生成相同类型的重复细节结构，得到三维建筑物精细模型。　　基于图像的三维建筑物建模方面的研究具有重要的理论价值和实际意义。本文在分析国内外研究现状的基础上，针对单幅建筑物输入图像，基于图像中呈现的线条特征、细节结构特征和重复结构特征等，提出了若干新的建筑物建模方法，这些方法能尽可能减少用户在重建精细3D建筑物模型时的交互量。实验结果表明，本文算法交互简单方便，实用性比较强，生成的三维建筑物模型具有较强的真实感效果。