随着超光谱遥感影像的广泛应用，超光谱成像仪日益成为国内外重点发展的传感器之一。为了保证影像在具有较高空间分辨率的情况下，获得足够高的信噪比，成像仪普遍采用地面运动补偿技术。其原理是通过增加像元光谱通道积分时间的方法来提高信噪比。目前运动补偿方式主要有星体旋转运动补偿和反射镜旋转补偿两种模式，其中的反射镜旋转补偿模式成像仪在成像过程中，采用了反射镜沿飞行方向旋转改变观测矢量的特殊成像方式，这种方式虽然较好地解决了从空中获取超光谱影像的问题，但也给影像预处理尤其是其中的系统几何校正带来了新的难题。主要表现在，在进行系统几何校正中，除了传感器运动因素之外，还需要考虑成像时反射镜的观测角度随着传感器的运动而带来的变化。对此，本文结合反射镜旋转补偿模式超光谱成像仪的结构特点与成像过程，重点针对系统几何校正中的相关难题展开研究。　　目前，虽然对各类成像仪的系统几何校正研究已经比较成熟，但对于具有运动补偿方式的超光谱成像仪，由于商业机密、军事应用等原因，相应的严密成像几何校正模型几乎难以见到公开的资料，相关的研究成果十分稀少。此外，成像仪内外参数的精准性是影响系统几何校正的关键因素之一，但以往的参数检校模型求解不够完善。很多几何校正模型引入了自检校参数组成的系统误差检校模型，与卫星影像的内外方位元素一起求解，消除系统误差的影响。但参数的检校仅仅是从数值上进行拟合，没有从参数的变化对校正影像变形的影响上考虑其修正问题，而且参数之间存在很强的相关性，常常影响求解的稳定性。即使经过参数修正后，由于各种复杂的环境因素的影响，真实参数与检校参数值仍存在差异。　　因此，为了在系统几何校正中，获得高精度的几何定位产品，一方面需建立合适的严密成像几何模型，另一方面需要修正由于设备的测量与控制等方面的原因，给内外方位参数带来的误差。为此，本文将针对上述问题从四个方面展开研究:1）反射镜运动补偿模式的严密成像几何模型的研究;2）基于地面控制点反演的内方位参数几何检校;3）外方位参数随机误差反演;4）异源遥感影像特征点检测技术。　　本文的主要工作简述如下。通过建立反射镜旋转和观测矢量改变的几何关系，在共线条件方程的基础上加入反射镜对观测矢量改变的影响因素，形成反射镜运动补偿模式超光谱成像仪的严密成像几何模型。针对超光谱成像仪的内外方位参数反演修正，首先通过分析遥感影像误差源的大小及方向等信息，确定主要误差源;其次，建立参数误差源的误差检校模型;最后，测量多个控制点的像平面坐标，求解得到检校参数的修正值。针对异源遥感影像的特征点匹配技术，在SIFT特征点检测算法的基础上利用遥感影像的光谱信息，对几何校正影像和参考影像灰度值进行拟合，使拟合后的影像灰度值之间呈线性或者近似线性特性，提高正确匹配点对。　　论文获得的主要成果与创新之处如下:　　(1)提出了反射镜运动补偿模式超光谱成像仪的严密成像几何模型。通过分析超光谱成像仪的成像几何关系，尤其是反射镜旋转对观测矢量变化的关系，推导出观测矢量随反射镜旋转的线性表达式;结合此线性关系，建立从图像坐标系到地心旋转坐标系下的坐标转换矩阵，最终形成了反射镜运动补偿模式下的严密成像几何模型。此严密成像几何校正模型已经应用在某超光谱影像处理中，取得了较好的实际效果。　　(2)提出了超光谱成像仪内外方位参数反演检校算法。通过对内外方位参数的变化对几何校正影像产生的变形影响分析，推导出参数与定位误差的表达式，在此基础上建立几何检校模型。与通用参数检校模型采用数值拟合的方式进行参数修正的方法不同，此模型是在分析参数改变对纠正影像产生变形影响的基础上建立的，能减少参数之间的相关、简化计算。　　(3)提出了一种异源遥感影像特征点匹配算法。由于灰度值之间的非线性，影响了异源遥感影像的特征点匹配，该算法利用波段的光谱性质，拟合几何校正影像和参考影像的灰度值，使其呈线性或者近似线性变换，来解决异源遥感影像特征点匹配的局限。该技术已应用在外方位元素反演修正中的控制点选取环节中。