目前我国正处于城镇化的快速发展阶段,城市对地理信息的需求日益显著。为了实现城市的可持续发展,近年来国家提出了数字城市(Digital city)的理念,而数字城市三维模型构建作为数字城市空间信息的重要组成部分,已日益成为数字城市生产单位的一项重要任务。与此同时,我国基础设施建设别是大型基础设施同样正处于飞速发展阶段,为保障基础设施施工以及运营期间的灾变控制,必须对基础设施进行全寿命监测,传统的监测技术对于特长特大的构造物来说,不仅监测效率低,而且更新速度慢,所以迫切地需要一种对构造物的地理空间数据进行快速获取与实时更新的新方法。因此,本文依托国家重点研发项目“面向复杂环境的滨海重大基础设施监测感知技术与动态信息平台”(课题编号:2016YFC0800207),对建(构)筑物三维形貌测量技术开展了以下工作:(1)开展建(构)筑物三维构建过程中关键步骤的对比研究,提出一套基于无人机倾斜摄影测量的三维形貌构建方法,并对其关键步骤进行了优化,实现模型构建过程中的自动化和可视化。(2)通过大量现场试验评估城市三维模型的平面和高程精度,重点分析航拍高度和控制点数量对三维模型精度的影响;同时就单体建筑物精细化模型也进行了精度验证与分析。结果表明,基于无人机序列影像的三维模型构建方法可达到厘米级精度,这不仅能够满足城市三维模型构建的精度要求,而且操作容易、数据采集灵活、时效性高,具有重要工程实用价值。(3)开展了针对飞行高度、旁向重叠率、拍摄倾斜角度、控制点密度和控制点布设方案等因素对数字地表模型精度的影响规律和影响程度的研究。结果表明,基于小型无人机低空航测的数字地表模型水平和高程精度能够达到5 cm;最佳飞行高度和拍摄倾斜角分别为60 m和45°,旁向重叠率和控制点密度建议值分别为70%和0.27;控制点根据现场情况选择矩形或梅花形均匀布点方案。(4)以基于无人机倾斜摄影测量的三维形貌构建方法为基础,将研究获得的最佳飞行方案和建模方案应用于湖南大学天马新校区建筑群、长沙理工大学云塘校区、温州瓯飞工程围垦防洪堤、长沙湘江防洪堤等实际工程中,以解决实际中城市三维模型构建、数字地表模型构建及工程巡检需求。结果表明,基于无人机倾斜摄影测量的实景模型构建方法,不仅可获得高精度的城市建筑群及单体建筑物三维模型,满足数字城市建设对于城市三维模型构建的需求,也可获得清晰的、高精度的数字地表模型,满足围垦防洪堤等特长特大构造物的巡检需求及敏感点大变形或灾后变形的监测需求。(5)结合本文的研究内容及成果,从相机标定、数据采集、影像预处理、模型构建和应用领域等方面,提出相关研究存在的一些不足及对未来研究的展望。