近年来,随着我国现代化建设的进程逐渐加快以及大数据时代的到来,以地理空间信息为核心的“数字城市”、“实景三维城市”等城市服务体系正在蓬勃发展,建筑物是城市地区的重要基础设施和组成部分,其三维模型的构建已经成为数字城市地理空间数据框架的关键要素之一,实景城市三维模型、数字建筑模型、独立建筑物模型构建等高层次的建模需求对三维建模技术提出了新的挑战,如何快速、自动、准确地构建城市地区尤其是各类形态复杂的建筑物三维模型是当前各领域研究的热点问题。一方面,传统的垂直航空摄影或是机载激光雷达扫描技术都难以获取建筑物立面信息,通常需要结合数字近景摄影测量进行补充才能构建建筑物立面模型,不仅效率较低且建模成本较高;同时,基于点云进行建筑物三维模型的构建时由于点云数据庞大,存在着构网复杂、建模效率低下、模型视觉效果不佳以及纹理缺失区域建模精度不高等问题。另一方面,现有建模方法大多以点云数据为基础构建三维模型而轻视了线特征的作用,在城市等包含大量几何规律及特性的场景中,由于三维线段模型在表现人造建筑物的几何结构方面效果更加突出,因此若将线特征应用于建筑物三维模型的构建和优化工作,可以提高模型构建的效率和精度,改善三维模型的视觉效果。因此,基于线特征的建筑物三维模型重建具有重要的理论研究价值和实用性。本文针对目前建筑物三维模型重建领域存在的问题,以倾斜影像中获取的建筑物线特征为基础,对建筑物三维模型重建技术路线中的线特征匹配、线特征三维重建、三维点云模型优化、建筑物模型快速重建等关键技术展开了研究。1.针对倾斜影像等变形大、遮挡严重的情况下线特征难以匹配以及只考虑局部特征时匹配稳健性不高的问题,提出了一种多重约束下的倾斜影像线特征多视匹配方法,为倾斜影像的线特征匹配以及线特征的多视图匹配提供了新的思路和借鉴。2.针对线特征三维重建时线段端点难以确定以及稳健性不高的情况,提出了一种基于选权迭代思想的线特征三维重建方法,解决了线特征三维重建中线段完整性与稳健性之间互相矛盾的问题。3.针对以点云为基础进行建筑物三维建模时计算量大、纹理缺失区域建模效果不佳等问题,以倾斜影像中获取的建筑物三维线特征为基础,提出了一种基于倾斜影像线特征的建筑物三维模型重建方法,为低复杂度建筑物的快速建模以及线特征在建筑物三维模型重建中的应用提供了新的解决方案。4.针对点云数据构建建筑物三维模型时存在的表面凹凸不平、边缘锯齿等模型真实感不佳的问题,提出了一种基于线特征辅助的三维模型平面和边缘优化方法,改善了建筑物三维模型的视觉效果,提高了模型精度,为物方三角网以及点云重建模型的优化提供了新的研究思路。