仿射不变特征量不受传感器获取图像的视点和相机参数变化的影响,与其它特征量相比,在稳健性、重复率、区分度、适用范围方面具有很大的优势。近年来,仿射不变特征提取理论及方法的研究十分活跃而又具有挑战性。遥感影像的自动配准技术在国土资源、地图测绘、军事侦察等领域有着重要的应用价值,把仿射不变特征应用到遥感影像自动配准中能够较好地提高工作效率。本文针对该应用背景,在分析现有特征提取与匹配算法的基础上,提出了针对光学遥感影像自动配准的特征提取与匹配算法,并设计了一种人工监督下的自动配准流程,最后介绍了实验应用软件平台的实现。本文主要工作及贡献体现在以下三个部分:1、提出了一种基于仿射参数模板的特征提取新方法。通过传感器成像几何先验知识进行成像仿真,确定几种常见拍摄场景下的成像与正射影像之间的仿射变换参数,形成若干组模板;而后,通过模板对各个影像进行补偿变换,对变换后图像进行SIFT特征提取。实验对新老算法在仿射变换、照度、对比度变化、噪声环境影响下的性能进行了对照。2、研究、改进了特征匹配方法。本文首先在LOWE相似性判据门限法基础上排除了相邻点的影响,构造相似性判据,克服了采用仿射模板后冗余特征导致的特征区分度陡降的问题;接着提出一种新的优化匹配方法,利用SIFT特征距离变换构造概率密度函数,该函数指导蒙特卡洛采样优化,解决了低特征区分度下影像的匹配问题。最后,本文从特征点匹配数目、时间消耗、抗噪、灰度变化适应能力等角度对这两种方法进行了对比测试。3、研发了一款光学遥感影像自动配准实验软件。一方面为了满足大数据量场景对遥感影像数据的快速访问需求,开发了Morton编码金字塔中间件。此外,文章阐述了一种人工监督下的半自动配准流程。该流程通过人工多尺度ROI选定,避免了针对全图提取特征;用手工量测预估尺度差,为优化算法的模型参数给出了更为严格的约束,提高了匹配速度。文章实验给出了实际配准工作的精度分析。