随着数码成像、计算机视觉和数字图像处理技术的发展,数字摄影测量技术获得了快速进步。数字摄影测量中数码成像技术的应用虽然带来了一定的便利性,但也带来了数码相机视场角过小的不足,给摄影测量中既要保证影像重叠度又要尽可能增大摄影基线宽度提出了更高要求,同时也造成后续影像处理效率低下。为解决这一矛盾,在航空、航天摄影测量中对于增大视场角的方法已有所研究,但在近景摄影测量中少有研究与应用。为了在近景摄影测量中获取大像幅数字影像,本文对基于旋转相机的满足近景摄影测量需求的大视场影像获取技术的相关理论与方法展开研究。主要研究内容与研究成果如下:(1)通过分析多相机拼接成像、线阵推扫成像与旋转多基线成像三种增大影像视场角方法的原理和应用现状,总结了这三种摄影方式用于近景摄影测量的局限性,同时分析了旋转相机用于近景摄影测量的可行性。在共线条件方程的基础上,研究旋转相机成像的基本原理,分析影响其成像的因素。(2)研究分析了相机旋转拍摄带来的影像畸变,根据云台初始姿态角建立了旋转影像的投影变换模型,纠正了相机旋转产生的影像变形;根据投影变换后重叠区像点坐标相等原则,通过SIFT匹配获取重叠区的同名点,建立相对定向误差方程,求解旋转角的精确值,实现了影像的精确相对定向,从而进行精确投影变换,拼接生成大像幅虚拟中心投影影像。(3)设计了包括相机、云台、操作面板、控制器四个组成部分的旋转相机影像采集设备,实现了对云台的实时操控与显示。通过两组实验证明了旋转相机摄影测量方法用于获取大像幅虚拟影像的可行性,并从拼接误差方面验证了这种方法能达到精度要求,可有效增大单镜头数码相机的成像幅面。