近年来,随着无人机以及无人机遥感技术的快速发展,人们对高分辨率航空影像以及三维数字产品的需求与日俱增。由于传统的无人机搭载单个相机进行航空摄影测量存在着一定局限性,因此,本文设计了一种多面阵组合宽角五相机,在不破坏相机安装结构且保证空中三角测量功能的同时,还可利用所摄的五视角影像制作三维数字产品,达到了“一机多用”的目的。本文针对机载组合宽角五相机的组合设计参数、大画幅影像拼接、光束法区域网平差、三维数字产品的生成等关键技术进行了理论和实验研究。论文主要研究工作如下:1.阐述了论文的研究背景以及研究意义,总结了无人机与无人机遥感技术的发展,并以具有代表性的多面阵相机进行举例,详细介绍了多面阵组合相机影像处理技术的研究现状。2.对多面阵组合宽角相机进行了详细地设计与分析。针对无人机搭载单个数码相机进行摄影测量存在的实际问题,分析了多面阵组合相机的结构设计。通过对比双拼组合相机与三拼组合相机的组合方式及各自成像特点,对相机的组合参数以及相应关系进行探讨,并通过对拼接误差与高程精度的影响分析,得出组合相机对高程精度的提高、增大像幅、提高作业效率等方面有明显的优越性。3.针对组合宽角相机多视影像拼接问题,提出了一种基于三视影像建立视差方程的影像拼接方法。通过以中视影像为基准建立统一坐标系下的三视影像视差方程,利用最小二乘法答解9个相对角元素改正量来得到子相机间精确的相对姿态。利用基于Wallis滤波器的匀光方法消除子影像间的色调差异,并通过快速高效的SIFTGPU算法完成影像匹配。实验表明,利用本文的拼接方法处理多面阵影像可得到效果良好的大幅虚拟影像。4.研究了多面阵组合五相机影像空中三角测量以及制作三维数字产品的方法与技术流程。设计了组合宽角五相机的光束法区域网平差方案以及三维重建技术流程,对组合五相机影像进行了光束法区域网平差和三维重建实验。实验表明,平差结果以及三维数字产品均达到了预期的效果,进而验证了多面阵组合宽角五相机具有“一机多用”的作业能力。