中国青藏高原地区矿产资源丰富，但受制于严苛的自然环境条件，往往缺乏满足地质找矿工作需要的地理信息数据，矿产资源的勘探工作常常受到制约。随着航天遥感技术，计算机技术的发展，高分辨率遥感卫星系统在矿产资源勘探过程中逐渐起到了重要作用。利用高分辨率卫星影像进行青藏高原矿集区的三维场景重建，数据采集速度快、野外工作量较少，特别对于自然环境条件艰苦的青藏高原地区具有巨大的应用价值。　　本文针对青藏高原矿集区三维场景的特点和0.5m级高分辨率卫星影像几何精处理的特殊问题，对Geoeye-1、WorldView-2卫星影像的成像几何模型构建、影像控制点布设方法、影像空间信息提取、矿集区三维场景重建及信息集成等多个关键问题进行了系统的研究和分析。实现了卫星影像三维重建中的关键算法，满足了西藏及青海地区的两个矿集区三维场景生成的实际需求，以实测数据为例完成了相应实验验证，本文主要研究内容与研究成果如下:　　1.提出了精化的Geoeye-1、WorldView-2卫星影像严格几何模型构建方法，建立了一种顾及速度像差、成像延迟及大气折光影响的严格几何模型。应用此模型进行卫星影像无控三维重建，Geoeye-1影像单片水平精度(CE90)为5.4m，立体为3.2m;WorldView-2影像单片水平精度(CE90)为6.7m，立体为5.0m。同时，针对Geoeye-1、WorldView-2影像的特点，提出了一种新的基于严格几何模型正算的双重迭代反算模型。该反算模型兼顾了影像物方及像方的收敛条件，比现有单迭代模型更精确，能够满足0.5m级高分遥感卫星影像反投影的精度要求。WorldView-2影像的实验结果显示，该反算模型在像方的水平中误差均值为6.7像素，物方水平中误差均值为3.7m，符合WorldView-2卫星标称定位精度，验证了该模型算法的正确性。　　2.提出了一种RPC仿射变换直接改正模型，优化的WorldView-2单张影像行误差从3.6pixels减小到1.54pixels，列误差从4.30pixels减小到1.81pixels;影像立体交会平面精度从4.0m提高到2.3m，高程精度从3.8m提高到1.8m。改正精度与RPC间接改正模型一致，优化的RPC系数可以在各商业软件中直接使用，较间接改正模型具有更佳的适用性。采用相关系数法对求解RPC系数过程中的设计矩阵列向量进行复共线性分析。验证了即使在地形无关方案计算中，仍然可以通过相关系数法进行RPC参数的优选以减少后续计算工作量。　　3.针对在青藏高原山区国家高等级高程控制点不足、分布不均匀造成传统GPS拟合方法误差较大的情况，采用了一种利用重力场模型的GPS高程严密平差算法进行像控点的高程计算。该算法利用EGM2008重力场模型转换GPS基线大地高高差为正常高高差，并利用少量已知点进行严密平差求解。通过西藏某矿集区实测数据验证，此方法计算结果精度在已知点较少的情况下优于传统的GPS高程拟合方法。　　4.深入研究了多像对、多条带、稀少控制点条件下的Geoeye-1、WorldView-2卫星影像三维重建精度情况，并按不同像控点布设方案进行了RPC区域网平差实验，结果表明两种卫星影像在青藏高原地区的三维重建精度都符合1∶10000及1∶5000的成图要求。对于影像覆盖范围较大的测区，单个控制点并不能完全控制整个测区的三维重建精度，沿影像整体覆盖范围四角及中心布点是最优布点方案;通过连接点使测区影像构成统一的整体，采用RPC区域网平差方法可以获得稳定的最优解。在无控条件下，Geoeye-1卫星立体定位平面精度达到3.0m，高程精度到达6.0m;WorldView-2平面精度达到1.0m，高程精度达到3.0m。有控条件下，Geoeye-1卫星与WorldView-2卫星立体定位的平面及高程精度都达到1.0m之内。本文实验结果证实了在高海拔和地形起伏变化较大的青藏高原地区，有理函数模型仍然具有和严格几何模型一致的三维重建精度。　　5.研究了高分辨率卫星影像三维场景信息提取的方法及过程，针对DEM、DOM数据的提取进行了深入分析。对Geoeye-1影像采用多种影像融合方法进行实验，并对影像融合效果采用了一种综合指数法进行融合效果评价，从客观上判别了不同融合算法的优劣。在DEM提取中，研究了同轨及异轨立体影像在DEM生成时的精度差别。实验结果显示，采用异轨WorldView-2影像提取的DEM精度能够满足1∶50000测图规范中对高山地区等高线高程精度的要求。　　6.研究了矿集区三维场景建模的实现方法，并基于SpaceEyes3D平台开发了一套矿山三维场景信息集成原型系统。系统实现了大范围、高分辨率、高品质的矿山三维场景漫游和2D、3D数据的可视化表达，并能对各种矿山地理信息进行简单的GIS分析与属性查询。