针对360°全景视场的物距不一致性、多相机一个柱面的全景柱面投影方程导致的全景影像拼接误差，以及直接全景拼接方法容易导致“空白”像素的问题，本文提出了一种基于多圆柱投影优化的多相机组合全景柱面间接拼接方法。利用低成本网络摄像机设计一个八组合全景相机系统，根据多镜头组合型全景相机的严格成像原理，推导出一套完整的组合全景平面投影与子相机透视投影的间接映射方程；以相邻相机同名特征点的投影一致性为约束条件、以投影误差最小为目标函数，采用梯度下降法求解多个圆柱半径的最优解，将一个圆柱投影的方法拓展为多圆柱投影。实验结果表明，在360°全景视场不一致的情况下，多圆柱组合全景拼接的各重叠区域的最大投影误差不超过1 pixel，均方根误差(RMSE)优于0.27 pixel，拼接精度明显高于一个圆柱投影的传统组合全景拼接方法，达到了视觉上的几何一致性且无空白像素。

为了提高大视场靶标场标志点自动编码的容量和效率,设计自编码标志和普通标志,建立以自编码标志作为编码基准、以普通标志点作为控制点靶标的室内靶标标定场。基于“同名点同编号”的原则,提出自编码标志和普通标志点的自动编码方法。该方法能自动实现同名影像标志点与同名物方控制点标志的自动编码映射,避免人工交互设置影像标志点编号,提高了标定的效率。推导出含有隐式约束条件的多视组合相机标定的间接平差模型的一般形式,并用其标定一种由网络摄像头组成的多视相机。实验结果表明:该方法具有标志点编码容量大(可达65535个)、解码效率高、能自动解码的优点;该标定方法的反投影像点平面方均根误差(RMS)小于0.20 pixel且相机之间的相对定向元素波动较小,能够有效地提高多视相机标定的稳健性和精度;该方法可方便地扩展到其他同类多视相机或者全景相机的标定应用中。

为补偿像移、提高影像的质量，需要准确探测影像间的像平面位移矢量。在给出星载相机像移矢量测量常用的联合变换相关基本原理的基础上，提出一种改进的联合变换相关的方法。提出改进的适用于低空影像的自反馈模糊边缘检测方法，以实现输入图像预处理；通过消除0级衍射峰，以质心法提取互相关峰的坐标，实现互相关峰高精度探测。利用仿真和真实低空成像实验对该方法的测量精度和性能进行了分析。仿真表明，该方法对于运动模糊在0~10 pixel范围内，高斯噪声小于等于0.002时，影像间像位移在0~20 pixel时，探测精度可控制在0.03 pixel以内。真实实验进一步表明，本文方法像移测量精度可达到0.2 pixel。该方法能够高精度、稳健地探测低空影像的像位移矢量。

为提高精度测量航空序列影像间的位移，提出了一种改进的联合变换相关算法。采用模糊边缘检测方法替换传统边缘检测方法提取航空影像的边缘信息，弥补了传统边缘检测无法有效检测航空影像的边缘特征的不足。应用高提升滤波处理技术对联合功率谱作增强处理，获取了尖锐的互相关峰，得到了更精准的互相关峰位置坐标。利用Matlab软件平台进行仿真实验，结果表明，改进的算法测量的航空序列影像间的位移误差控制在0.1 pixel以内，并且具有显著的抗噪能力。

低成本立体摄像机需要高精度的标定和定量的精度评定才能应用于三维重建。推导了同步解算摄像机间的平台参数和摄像机内部参数的自检校光束法平差模型。利用全部标定参数及其协方差矩阵，建立了基于相对定向的立体摄像机标定精度的定量评价理论模型。利用低成本网络摄像机构建立体摄像机系统，对其实施标定和精度定量评定。实验表明，同步标定立体摄像机的内部参数、平台参数可以提高标定的精度和稳健性。考虑参数相关性的定量评价模型，能够更稳健地反映立体摄像机的标定精度。

为了研究航空数码影像的高精度定向，采用机载激光点云为虚拟地面控制点构建了航空影像与虚拟控制点的几何关系模型；一个地面点成像在多张数码影像上，为此基于所有同名光线交于一点的原理构建了自检校的几何模型和误差方程，构建并解算法方程获取到高精度定向数据。结果表明，此方法达到了无地面控制点的影像外方位元素自检校的预期结果。

基于四个独立数码相机构建的组合大面阵数码相机，克服了数码相机像幅小，基线短的缺点，满足高精度、高效率的大比例尺低空摄影测量应用。针对组合大面阵数码相机简易的机械结构带来了航摄过程中机械变形问题，提出了基于每两幅影像重叠区内的同名点的相对自检校方法；针对不同投影中心的影像拼接成同一投影中心的虚拟影像的几何模型，提出影响成图精度的因素。实验证明，相对自检校有效纠正了航摄过程中机械变形，满足影像拼接的几何精度。

针对大比例尺测图的精度要求,研究低空数码影像多视摄影测量的方法。根据计算机视觉的多视几何原理建立匹配的约束条件,实现多视匹配;利用低空数码影像的重叠度大的特点,建立多基线立体,进行多片空间前方交会。不同重叠度的立体像对空间前方交会和多片空间前方交会的实验结果证明,多视摄影测量能够提高有效低空数码影像的摄影测量精度。