本发明公开了一种溶洞水上水下一体化三维模型重建方法，属于电子信息学科学技术领域。本发明所述方法具体为：将仪器安置到机动船上，到合适位置上将船固定后开始扫描测量，前后两站扫描范围有一定重叠，通过重叠部分进行两站数据配准，整体配准后进行数据检验，检验合格后进行三维建模，利用模型上的洞内特征点连线确定水下地形点平面位置，用测深仪在断面点上测量水深，水面高程减去水深得到水下点高程，获取水下点三维坐标后建立水下三维模型，再利用水边线作为共同边界将水上水下的模型融合为一个整体。本发明解决了常规方法无法进行水下三维坐标点的采集，且数据精度能够满足工程设计施工要求。