三维重建技术是将场景或场景对象的空间信息从二维图像中提取,根据得到的信息将物体的三维结构模型恢复,是目前计算机图形学、计算机动画、虚拟现实、科学计算、数字媒体创作等领域共同研究的热点。在大型场景重建领域,利用三维重建技术,可以在保证一定真实感的前提下,重建出虚拟现实场景,实现数字城市、数字旅游的设想。目前,国内外许多学者已经在这一领域进行了相关尝试,但大型场景的三维重建技术仍未成熟,现有的相关算法及解决方案也不能普遍适用。比较主流的三维重建方法主要包括基于几何造型的重建以及基于图像的重建方法。基于几何造型的三维重建技术主要借助建模软件来辅助建模,对于造型简单的常规建筑可以重建出真实感较强的三维模型。然而此种重建方法必须有人工介入,需要较长的开发时间。基于图像的三维重建技术结合计算机视觉的相关理论知识,在提取图像的相关信息之后,自动重建出复杂建筑物的三维模型。但这种方法重建得到的模型细节表达丰富、面数过多,对于大型场景,会导致最终漫游速度过慢,机器运行很卡、死机等现象。本文围绕大型场景三维重建的关键技术展开研究和探讨,对三维重建的两种主要方法进行比较,结合两种方法的优缺点,为大型场景中不同类型的建筑物提供合适的重建策略,主要研究内容包括：(1)利用基于几何造型的三维重建方法对大型场景进行重建,提出基于虚拟现实技术的有效的大型场景三维重建优化方法。对三维复原和漫游的实现过程及关键技术开展研究,通过合并场景中同一材质的模型以降低场景对象个数,同时利用纹理贴图等手段降低模型的复杂度,达到优化建模的目的。(2)提出一种新的基于图像的三维重建方法——多特征三维稠密重建方法(Multiple Features Patch based Multi-view Stereopsis, MFPMVS),该算法在经典的PMVS(Patch based Multi-view Stereopsis)算法的基础上,综合考虑模型的光照信息、纹理阴影、凹凸感等多种特征,重建得到细节表达丰富的三维模型。实验表明该算法对于凹凸感较强的模型重建细节更为细腻；仰拍得到的模型重建结果中漏洞明显减少、边缘细节信息更加完整。算法能够更稳定、鲁棒地重建出物体的三维模型,具有很高的实用价值。(3)本文利用基于几何造型的三维重建方法的优化方法以及提出的MFPMVS算法实现了山西大学校园、乔家大院等大型场景的三维重建以及漫游系统。系统运行流畅、画面效果逼真,说明对于大型场景的三维重建,本文提出的方法普遍适用,具有推广应用的价值和意义。