临近空间指海拔高度在20~100km的空间，一般地，该区域位于航空飞机的最高飞行高度和卫星的最低轨道之间，是一块飞行器的相对空白区域。随着空天飞行器的增加，各航空航天强国逐渐意识到这样一块空白区域在侦察、监视、通信上的潜在价值。人类从外界获得的信息约有四分之三来自视觉，临近空间平台所采集的图像，比起卫星图像来说一般空间分辨率更高，成像角度更广，时间和空间上的自由度更大，可以成为卫星图像和航拍图像之外的有效补充。临近空间平台尚属新生事物，基于该平台的研究，具有重要的战略意义和广阔的应用前景。基于临近空间平台的立体信息获取技术，可以为环境检测，情报侦察等提供有力支持，对地理信息系统建立数字地面模型亦有重要意义，在国防、环境等领域可以起到重要作用。对临近空间平台立体信息获取的研究，先从基础理论入手，研究一般化的立体信息获取问题。接下来从应用环境入手，研究临近空间背景下的立体信息获取问题。本文通过对基于临近空间平台高度获取的信息处理，研究了立体信息获取整体流程的基本理论，计算了拍摄参数对获取信息精度的影响。立体信息获取的首要步骤是对遥感图像进行特征提取和立体匹配。临近空间平台采集的遥感图像通常具有拍摄角度多样化、拍摄姿态不稳定、分辨率动态范围较大等特征。对这类图像进行特征提取与立体匹配，不仅需要具有良好尺度不变特性的算法，还应该提取更多的重要细节信息，作为平台信息处理的回馈。有鉴于此，本文研究了基于仿射不变模型的SIFT特征提取方法，并采用基础矩阵筛选的方法与HARRIS角点提取方法进行了联合优化匹配。此后又提出了基于图形文法的三维角点检测方法，用于提取图像中对应三维真实世界的关键角点。临近空间遥感图像从立体匹配结果解算出来的三维坐标，往往是离散而不均匀的点云模式，这时就需要对点云数据采取一定预处理，建立起相应模型并进行网格剖分。本文提出了一种基于地形分治应用四叉树模型算法的网格剖分方法，网格绘制的效率得到了提升。遥感图像中含有丰富的纹理信息，对纹理进行特性分析，可以得到很多有用的信息。将图像中提取出来的纹理与网格模型结合，可以得到直观的可视化显示，方便人机交互做出合理判断。本文从所使用的遥感数据与半实物仿真数据中提取出大量纹理信息，对其进行了基于灰度共生矩阵与Gabor滤波的纹理特性分析，将分析结果应用在纹理映射的过程中，最后将纹理分步映射在地物目标上，得到了三维可视化视图。