近几年，三维激光扫描技术在文物保护、三维重建等应用方面有了很大的进展，其中，获取三维模型每一个点的真实纹理是三维激光扫描技术中的一个重要内容。但是目前的一些贴图软件都不能满足激光雷达数据的纹理贴图的要求。有的软件精度不够，有的软件不能完成大数据量的纹理贴图功能，所以开发一个基于激光雷达数据的纹理映射软件，实现激光雷达与影像纹理数据的融合是很有意义的。 本文研究的主要内容是利用激光雷达数据和相应的纹理影像，结合摄影测量中共线方程原理以及近景摄影测量中直接线性变换的原理，开发激光雷达和影像纹理数据的数据融合实验原形系统，研究系统开发过程中的一些关键性问题。本文运用二维纹理影像和相应的三维点云模型解算影像和模型的空间姿态参数以及镜头畸变参数，然后把二维纹理影像映射到相应的点云模型、不规则三角网模型和深度图像的基准面上，生成彩色点云、三维仿真模型和基于深度图像基准面的正射影像。论文的主要贡献和创新点主要有以下几个方面： 1．在单文档多视图界面上交互式选取二维影像和三维模型上的同名点进行定位参数的结算。用CXImage类库读取Jpeg图像，实现图像的放大缩小功能，实现特征点的坐标拾取和显示功能。用OpenGL三维图像包实现了三维点云模型的显示和旋转、缩放、平移功能。运用在一定阈值内离投影射线最近法和离视点最近法实现了三维特征点的拾取功能。其中研究了屏幕坐标到图像坐标和屏幕坐标到OpenGL世界坐标的转换问题。 2．运用近景摄影测量的DLT方法，结合最小二乘迭代计算摄影时刻的内外方位元素以及线性误差改正和非线性误差的改正。首先运用DLT线性方程求解出11个l值的初始值，在有多余观测值的条件下，加上像点坐标的非线性改正，列出像点坐标观测值改正数的误差方程和法方程，运用最小二乘迭代的方法计算出定位参数的精确值。 3．定位参数中的角元素的最终确定。由于摄影时像平面坐标系与物方坐标系的x轴和y轴方向不大致平行，有时会有90度或180度的旋转，在计算定向参数的时候，外方为角元素往往会收敛与小角度，所以在纹理映射的时候，把定位参数的角元素根据实际情况加减相应的角度，以实现最终正确的纹理映射。 4．运用最近点法和双线性内插法进行三维点的纹理匹配。用共线方程计算出物方点的纹理坐标值后需要在影像的纹理坐标中选择一个与之最匹配的点作为最佳值，最近点法主要足选取与计算出的纹理坐标相邻的四个纹理坐标中与之最近的点作为其最终的纹理坐标值。双线性内插法主要是运用双线性插值的方法计算出这个点的纹理坐标。 5．把纹理映射到点云模型、不规则三角网模型和深度图像的基准面上。映射到三维点云上形成了真实的彩色点云，实现了点云的色彩复原。映射到不规则三角网上生成了三维仿真模型，映射到基于深度图像的基准面上得到了基于基准面的正射影像。 本文研究的激光雷达与影像纹理的数据融合的理论、方法和算法设计，利用VC++6.0高级编程语言和OpenGL图形开发包开发了一个实验系统，利用徕卡HDS4500和CanonSD数码相机的数据对相关的算法进行了实验研究，验证了本文研究方法的可行性和有效性。本文对激光雷达与影像纹理的数据融合进行了初步的探索，克服了目前现有软件的不足，研究了纹理贴图技术的新的方法，对激光雷达数据的纹理贴图技术有着一定的意义!