相比传统的单镜头摄影测量,多视角倾斜航空摄影测量从多个视角获取建筑物信息,有助于实现完整精细的三维重建,因而受到越来越广泛的重视。影像匹配是数字摄影测量的核心环节,其质量影响到影像相对定向、数字空中三角测量以及DSM产品的精度。本文就多视角倾斜影像成像特点、匹配约束、特征匹配、密集匹配等问题展开研究,主要工作和创新点如下:1.作为研究倾斜影像匹配的理论基础,探讨了倾斜影像数据结构及成像特点,对倾斜摄影成像几何关系进行解析。把金字塔多级匹配策略、单应约束、核线约束方法用于约束倾斜影像匹配,对比了单应约束与核线约束的约束精度。2.为补偿多视角倾斜影像间的几何畸变,提出倾斜影像等效下视纠正方法。实验表明经过等效下视纠正后的倾斜影像与相应下视影像间在整体上只存在尺度差异,且等效下视影像SIFT特征匹配比原始倾斜影像ASIFT匹配能取得更好的效果,证明等效下视纠正能在一定程度上补偿倾斜影像畸变。3.为定量衡量不同视角倾斜影像的倾斜程度,针对多视角倾斜影像设计绝对倾斜度和相对倾斜度的计算方法。通过实验研究了ASIFT特征匹配结果与倾斜度的关系,结果显示本文算法计算得到的多视角倾斜影像相对倾斜度与ASIFT匹配成功率成反比,证明相对倾斜度定义的合理性。4.提出一种下视影像与倾斜影像分层自适应密集匹配算法。对于不同视角的两张影像的匹配问题,利用单应约束、核线约束及基于不规则三角网的视差一致性约束,在灰度匹配前按照透视变换模型对影像变形进行局部纠正补偿。算法完全基于像方空间实现,不需要外方位元素参与,且充分考虑了重采样及坐标正反算的耗时问题。实验结果表明该算法能有效补偿不同视角倾斜影像间的几何畸变,实现可靠的逐像素密集匹配。5.针对不同视角各自连续影像的匹配问题,设计了不同的匹配算法。对连续前视影像的匹配,采用先等效下视纠正,再用局部尺度归一化方法消除尺度变形,最后直接采用灰度匹配;对视角旋转变形占主导的连续下视、连续左视或连续右视影像匹配,先对倾斜影像进行局部尺度归一化,再实施基于可靠连接点的近似核线纠正,最后对近似核线影像进行灰度匹配或半全局匹配。实验通过计算核线约束闭合差以及纠正得到的近似核线影像上下视差定量判定近似核线纠正效果,实验得到的匹配结果及点云效果表明该算法可以实现连续相邻影像的成功匹配。