光学影像三维重建是数字化还原真实世界的重要手段，广泛应用于城市规划设计、虚拟现实、数字孪生等众多领域，长期是摄影测量和计算视觉领域的研究热点。本书系统地论述利用光学影像进行三维表面重建的理论与方法，从立体视觉和明暗恢复形状两个角度出发，重点介绍联合几何与辐射成像模型的三维表面重建、基于影像辐射模型的三维表面优化和顾及结构信息的城市场景三维重建等内容。
本书面向测绘、遥感、计算机视觉等相关专业，可作为科研工作者的参考书，也可作为高等院校相关专业研究生的参考书。

第1章 绪论
1.1 概述
1.2 国内外研究进展
1.2.1 立体影像密集匹配技术
1.2.2 明暗恢复形状技术
1.2.3 明暗恢复形状与立体匹配融合
参考文献
第2章 联合几何与辐射成像模型的三维表面重建
2.1 几何与辐射整体成像模型
2.1.1 影像成像机制
2.1.2 整体成像模型
2.1.3 整体成像模型框架下的三维表面重建与优化方法
2.2 多测度半全局影像匹配与三维表面重建
2.2.1 多测度半全局影像匹配算法
2.2.2 物体三维表面构建
2.3 整体成像模型框架下的三维表面全局优化
2.3.1 概述
2.3.2 三维表面全局优化算法原理
2.3.3 三维表面全局优化算法步骤
2.4 实验分析
2.4.1 线阵卫星影像实验
2.4.2 常规航空影像实验
2.4.3 近景地面影像实验
参考文献
第3章 基于影像辐射模型的三维表面优化
3.1 基于单张影像的自然地表优化
3.1.1 顾及大气的辐射模型
3.1.2 辐射预处理
3.1.3 基于欧拉-拉格朗日方程的分布优化算法
3.1.4 实验与评价
3.2 基于多张影像的三维表面优化
3.2.1 球谐函数表示的朗伯体反射模型
3.2.2 初始条件计算
3.2.3 能量函数构建与求解
3.2.4 实验与评价
3.3 顾及镜面反射的三维表面优化
3.3.1 顾及镜面反射的地物反射模型
3.3.2 初始三维表面生成
3.3.3 能量函数构建与求解
3.3.4 实验与评价
3.4 几何与辐射约束的三维表面优化
3.4.1 成像过程中的几何与辐射信息
3.4.2 几何信息提取
3.4.3 能量函数构建与求解
3.4.4 实验与评价
参考文献
第4章 顾及结构信息的城市场景三维重建
4.1 理论基础
4.1.1 概述
4.1.2 多视几何成像关系
4.1.3 地物结构信息提取
4.1.4 块匹配搜索策略
4.2 顾及平面信息的多视影像深度图重建
4.2.1 概述
4.2.2 深度图重建数学模型
4.2.3 联合块匹配与置信传播的全局优化
4.2.4 结果与分析
4.3 多结构特征约束的像方三角网三维重建
4.3.1 概述
4.3.2 特征约束下的像方三角网构建
4.3.3 像方三角网三维信息重建
4.3.4 结果与分析
4.4 多张影像三维结构信息融合
4.4.1 概述
4.4.2 平面约束的轮廓直线提取
4.4.3 影像交叉结构提取
4.4.4 交叉结构引导的结构信息融合
4.4.5 结果与分析
参考文献
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.1.1 联合几何与辐射成像模型的三维表面重建
5.1.2 基于影像辐射模型的三维表面优化
5.1.3 顾及结构信息的城市场景三维重建
5.2 展望
5.2.1 基于多视影像大数据的匹配测度挖掘
5.2.2 统一框架下的建筑物与植被三维重建