月球是离人类最近的自然天体。2004年,我国正式开展月球探测工程,并命名为“嫦娥”工程。月球上广泛存在的撞击坑是研究月球起源与历史演化的重要依据。数量庞大的撞击坑为研究月球演化历史提供了很好地的依据,但是如果采取目视解译的方法提取撞击坑会消耗大量时间,因此自动提取撞击坑一直是国内外研究的热点与难点。不同纬度的CCD影像受不同角度入射光的影响,因此不同纬度CCD影像中的撞击坑拥有不同的光照特点,大致分为三类:(1)高纬度撞击坑分为明暗两个部分;(2)低纬度撞击坑拥有高亮的边缘;(3)中纬度撞击坑无明显光照特征。目前以CCD影像数据为基础的撞击坑自动提取技术主要针对高纬度区域,对中低纬度撞击坑提取研究较少。本文首先提出了一种影像分割拟合算法,实验证明该算法能较好的在低纬度区域提取撞击坑,但是对其它纬度区域影像中提取撞击坑无法取得很好的效果。特定的算法只能针对特定纬度区域的撞击坑提取,因此本文又从算法普适性出发,以大部分撞击坑均类似圆形为立足点,提出了结合HOG特征与SVM分类器的机器学习算法自动提取撞击坑。实验证明该算法能对不同纬度区域撞击坑自动提取均取得很好的效果且能提取出大量小尺寸撞击坑。对提取出的撞击坑本文依据剖面线形态差异进行分类,将撞击坑分为5类。然后统计了提取出的撞击坑表面直径、深度、坑底直径三个参数,为了验证月球地质活动对撞击坑表面与坑底影响的强烈程度,依次统计了撞击坑数量与表面直径、坑底直径的分形模型并计算出分维数。最后为了验证月球地质活动对高纬度与低纬度两个区域影响的强烈程度,依次统计了高低纬度两个不同的区域中撞击坑数量与表面直径的分形模型并计算出分维数。在统计中发现小尺寸撞击坑与其他尺寸撞击坑分形变化不一致,因此利用相关性分析计算了撞击坑表面尺寸、深度、坑底尺寸之间的相关性,实验证明三个参数之间具有较强的相关性,说明不同尺寸撞击坑形成处于相同的动力环境下,因此说明这种不一致是因为撞击坑形成后月球地质活动对不同尺寸撞击坑影响方式不一致造成的。