摄影测量法是一种利用被摄物体影像来重建物体空间位置和三维形状的科学技术。其非接触,高精度,低成本的特点被广泛应用在桥梁健康监测领域中。本文利用摄影测量法对桥梁等目标进行拍摄,通过基于共面特征影像的摄影测量处理解算相机在拍摄时的位置姿态,进而求出桥梁上目标点的空间坐标,为桥梁健康监测提供可靠数据。本论文的主要内容如下:1、基于对相机成像时构像关系的分析,针对相机在桥梁拍摄方法上的不足,提出一种交换相机位置的摄影测量法(Exchange-position Photogrammetry,E-P摄影测量法)。这种方法将控制目标固定在桥梁外部,相机放置在桥梁上,沿着桥梁走向方向进行拍摄,求解拍摄时刻的相机位置与姿态,即可以测量桥梁不同横断面上点的空间坐标信息。2、将E-P法成像模型简化,把所有控制目标放置在一个特征面内,形成基于共面特征的相机成像模型。该模型在满足摄影测量要求的条件下降低了控制目标的布设难度和测量难度,使摄影测量方案的选择更加多元。3、提出集成共面特征点和特征直线的相机成像模型(Coplanar feature point-line camera mode,CFPL模型)。该模型同时利用共面点和共面线来测量相机的方位元素,融合点的易测量性和直线的高鲁棒性,从而提高解算的精度。论文通过仿真数据研究了基于共面特征的相机成像模型在解算各个相片方位元素时的误差分布规律。4、根据张正友相机标定法解算的相机内方位元素,利用基于影像共面特征的E-P摄影测量法测量桥梁横断面上各点的空间坐标,并进行精度分析;利用CFPL相机成像模型,进行了桥梁横断面的形态测量;同时也对轨道上点的空间坐标进行测量,验证了该模型在长大物体横断面空间坐标高精度测量的可行性和适用性。