随着数码相机和带有定位与拍照功能的智能手机的广泛普及应用，由非测绘专业设备获取的缺乏精确空间定位与姿态信息的影像几乎无处不在，它们具有获取方便、来源丰富、信息量大、现势性强等特点。本文将这种由非专业人员采用普通方式拍摄获取的、相互间存在弱空间关联关系的照片或序列影像定义为“非专业弱关联影像”。　　近期迅速发展的计算机视觉技术能够快速对非专业弱关联影像进行三维重建，得到空间对象的三维点云模型、影像拍摄位置和点云的相对空间关系等信息。这使得以非专业弱关联影像为数据来源，构建以三维点云和影像为表现形式的地理空间信息成为可能。　　本文系统总结了激光扫描点云、全景和街景、可量测实景影像等以点云或影像为表现形式的新型地理信息的特点，研究了这些新型地理信息和传统地理信息的融合方法和结果，并深入分析了计算机视觉中大场景三维重建技术的发展状况和特点，主要围绕非专业弱关联影像构建地理信息的4项关键技术进行了深入的研究与实验:　　(1)基于影像GPS坐标的地理配准和精度评估方法。提出了一种利用相机GPS模块实时获取的影像地理空间坐标对非专业弱关联影像的三维重建结果进行地理配准的全自动化方法。针对影像的GPS坐标误差较大，尤其是高程测量误差大的问题，设计了依据影像三维坐标和二维地面投影坐标的两种地理配准参数求解方法，用容错能力强的RANSAC方法求解最优配准参数。利用差分GPS测量的影像位置数据对地理配准方法进行了实验，对配准结果的精度进行了分析。给出了位移、旋转和缩放等多个指标的误差定量评估结果，并分析了错误结果的原因。　　(2)适用于不同点云特征的非专业弱关联影像三维空间位置计算方法。根据点云的几何特征和影像拍摄方位与对应点云的空间关系特征，设计了利用主成分分析法、RANSAC和最小二乘拟合法、最接近视锥法等3种计算影像三维空间位置的方法。对3个特点各异的三维场景分别运用这3种方法进行实验，通过结果的对比分析，总结了每一种方法的适用性。　　(3)格式塔知觉组织规则指导的三维重建点云优化方法。与其他的地理空间三维模型相比，三维点云模型与真实世界空间对象的符合程度更差，且具有三维重建技术的缺陷造成的一些问题。为提高三维点云的认知效率，深入研究分析了符合点云认知规律的格式塔知觉组织规则，提出了以邻近性规则、相似性规则、连续性规则、封闭性规则和连接性规则为指导的点云优化方案，实现了基于点之间相似性的点云分割和基于分割后点集边界的优化处理，并对3个点云模型进行了实验。　　(4)非专业弱关联影像构成的地理信息在深入开发和应用上的探索与总结。探讨了这种地理信息与其他信息在数据层面和表达层面融合的理论，实践了将地理配准后的影像和点云与大比例尺平面规划图、高清卫星影像等地理信息在数据和绘制上的融合。针对三维重建点云和影像的数据特点，提出了3种面向不同表达对象的交互绘制模式，为表达非专业弱关联影像间的关系设计了一种基于视点自动变换的图像显示模式。通过与可量测实景影像、车载激光扫描点云的对比，对非专业弱关联影像构建的地理信息的应用模式进行了探讨。