在深化安全建设、完善社会治安立体化防控体系的要求下,监控系统作为一种网格化管理的有效安防方案,正朝着全方位、超高清的方向发展。而随着监控相机布控数量不断增加,传统的多屏切换播放方法逐渐暴露出内容离散、相关性弱等缺点。这为用户添加了对时空信息的认知负担,并且无法满足智能监控多维度、立体式的可视化需求。本文针对如何实现多路监控视频的有效整合与直观可视化这一亟待解决的问题展开了研究,结合增强虚拟现实技术,通过多路监控视频与三维虚拟场景的虚实融合,以及基于视点相关的视频调度,实现了全方位立体实时动态监控的可视化。本文的研究工作如下:（1）面对监控系统的三维可视化需求,本文设计并构建了一个网页端虚实融合的监控可视化系统,并研究了基于增量式运动恢复结构的相机注册方法。该系统共包含四大模块:一是视频采集模块,用于获取仿真平台或真实场景的视频数据流;二是预处理模块,用于生成运行系统所需预先读取的配置文件等;三是视频传输模块,用于编码推流、转封装推送以及终端视频数据流拉取;四是融合显示模块,用于展示实时监控视频虚实融合效果。同时,针对预处理模块中涉及的相机注册问题,实现了一种基于增量式运动恢复结构的相机注册算法,并通过实验验证了算法的有效性。（2）针对单一虚实融合显示方法不能兼顾可视化效果与渲染性能的问题,本文研究了一种基于混合策略的监控视频与三维场景虚实融合的显示方法。首先分析了基于纹理映射、阴影投射、以及深度信息的三种可视化算法,阐述了各个算法相关原理和实现流程,并进行横向对比实验与分析;然后提出了基于混合策略的融合显示方法,结合相机的注册位姿与投影环境的平整度,根据不同算法的适用条件来选择合适的显示方法,以实现可视化效果与渲染性能间的平衡。（3）针对多路视频流融合显示时渲染性能降低及资源占用冗余的问题,本文研究了一种视点相关的视频数据调度方法。该方法包含了三部分:一是基于四叉树的可视域节点裁剪,实现了三维空间内视频节点预划分以及运行时可见节点的有效裁剪;二是基于多分辨率多细节层次的视频数据调度,实现了对于可见节点基于屏幕空间误差进行细节层级判断,以选择调用恰当分辨率的视频数据流;三是多视频拼接及透明度检测渲染,实现了相邻重叠视频间边界自然过渡的视觉优化效果。最后,通过多种实验场景下的实验,展示了多路视频流与三维虚拟场景的虚实融合效果,验证了算法的有效性与流畅性。