文化遗产是人类历史的见证，将它们完整的保存下去是人类不可推卸的责任。然而随着自然灾害和人类活动的日益加剧，文化遗产正经受着前所未有的破坏。三维重建是近20年来发展起来的技术，能将文物古迹以数字形式保存下来，方便以后的保护和修缮工作。多源数据融合的建模方法是现在进行三维重建的主流方法，可以快速、精确的对目标进行建模。本文以“数字敦煌”为背景，以机载LiDAR、地面激光扫描、相位式工业扫描、控制测量、三维重建、纹理映射手段，研究了一套从数据获取到模型重建，可以为地形复杂、遮挡严重的场景建模的技术路线。论文的主要研究进展如下：（1）数据获取。研究总结了针对不同地形、地貌，使用何种手段可以快速、精确的获取对象三维信息。（2）数据融合。数据源的增加会增加模型重建的难度，据此，本文研究了如何能将分辨率、精度不同的数据进行融合与配准。（3）三维重建。由于莫高窟内不同地物的精细程度不同，洞窟内壁与佛像的模型精度要求有很大差别，研究了两种不同的建模方法为莫高窟建模。（4）纹理映射。莫高窟内有大量精美的壁画，将这些纹理映射到三维模型上时，由于影像的变形和模型误差会导致映射偏差。本文使用了基于非刚性变换的纹理映射模型，具有更高高的纹理映射精度。（5）工作流程。本文从实际的工作中出发，结合目前国内外相关领域最新的技术成果、思路方法，总结了一套洞窟文物三维模型重建的技术标准。