基于影像的三维重建是当前获取三维模型的主要技术手段之一。随着倾斜摄影测量的发展,以倾斜影像为代表的宽基线影像逐渐成为基于影像三维重建的主要数据源。由于基于影像密集匹配结果获得的三维模型通常存在明显的边缘变形问题,而这些边缘所对应的影像区域存在丰富的直线特征,因此引入同名直线特征约束来提高三维模型的边缘精度成为一种解决思路。通过直线特征匹配获取同名直线特征是其中一个关键步骤。但是,由于宽基线影像之间往往存在较大程度的视角变化,现有直线特征匹配方法难以获得较为可靠的匹配结果。针对上述问题,本论文提出一种局部结构约束的宽基线影像直线特征分层匹配方法。本论文方法涉及直线特征匹配流程中的直线特征检测和匹配两个阶段。在直线特征检测阶段,针对现有方法获取的直线特征存在严重的碎片化现象进而导致后续直线特征匹配困难的问题,本论文方法在直线特征匹配之前,先对邻近且近似共线的直线特征进行合并优化。在直线特征匹配阶段,本论文方法将传统直线特征匹配步骤拆分为初匹配与扩展匹配两个层次:在初匹配中,挖掘局部结构约束构建对视角变化鲁棒的特征区域,在此基础上构建特征描述符进行相似性匹配,得到初匹配结果并估计影像之间的核线几何关系;在扩展匹配中,首先根据初匹配得到的核线几何关系以及直线特征组周围的拓扑分布关系构建相应的几何约束,对未匹配的直线特征组进行扩展匹配。然后通过直线特征组匹配结果之间的局部单应关系对仍未匹配的直线特征进行扩展匹配。此外,鉴于直线特征检测阶段的直线特征合并优化操作在提高特征匹配性能的同时会对特征定位精度造成不利影响,本论文方法对前述直线特征匹配结果进行重定位,获得基于合并前直线特征的匹配结果。实验表明,本论文方法在无需任何先验信息的情况下,能够在具有显著视角变化的宽基线影像之间获得比现有直线特征匹配方法更鲁棒的匹配结果。