极隙区是地球闭合磁力线和开放磁力线交界处的日侧漏斗状区域,位于高纬向日面,是日地耦合过程中最重要的物质和能量传输通道。由于极隙区的磁场非常弱,磁鞘粒子能通过极隙区直接进入到地球磁层并沉降至极区电离层,因此极隙区的大小是决定磁鞘粒子进入磁层和电离层多少的关键控制因素。北极黄河站处于极隙区纬度,拥有对极隙区进行探测的地理条件。同时,在北极黄河站架设有三台不同谱线的全天空极光成像仪,并已开展了长期的日侧极光观测,获取了大量的全天空图像数据。基于此,我们利用全天空图像数据对极隙区在电离层投影的边界位置进行了定位与建模。（1）针对全天空极光成像仪的定标问题,提出了:①基于梯度下降法的全天空极光成像仪几何定标方法,确定了全天空图像中的天顶位置和地理方位,拟合得到了视野范围内成像半径和天顶角的关系函数;②基于恒星光谱及通量的全天空极光成像仪辐射定标方法,获取全天空图像中极光结构的真实激发强度。实验结果表明,两种方法均具有较高的精度。（2）针对极隙区在电离层投影的边界定位问题,提出了基于全天空图像的沉降电子能量特征反演与极隙区电离层投影边界定位方法。根据DMSP卫星与全天空极光成像仪的联合观测数据,得到了基于极光激发强度的沉降电子能量特征的反演公式。根据反演公式,对北极黄河站上空沉降电子的能量特征进行了反演,对极隙区在电离层投影的边界进行了定位。（3）针对极隙区在电离层投影的边界预测问题,提出了基于神经网络的极隙区电离层投影边界建模方法。根据极隙区在电离层投影的边界位置以及同步空间环境参数,分别利用BP神经网络和GRNN网络对极隙区在电离层投影的边界进行建模,模型的输入为空间环境参数,输出为预测的极隙区电离层投影边界位置。实验结果表明,两种网络均能较为准确地预测出极隙区在电离层投影的边界位置;同时,模型预测结果与DMSP卫星的实际观测结果有着良好的对应性,这表明本方法构建的模型是有效的。