影像匹配是数字摄影测量实现自动化量测的核心技术。影像匹配应用的广泛性,使得其在数字采样和重采样、影像配准、三维量测、立体建模和多源影像融合等研究中扮演着越来越重要的角色。随着信息获取技术的发展,新的应用和新的要求也逐步产生,同时也对匹配算法提出了更高的要求。本文在分析以往影像匹配方法的基础上,将地统计学中的半方差函数引入到影像匹配中来,提出了基于半方差函数的影像匹配思想,研究了半方差函数影像匹配方法的匹配基元,构建了半方差函数影像匹配相似性测度,设计并实现了半方差函数影像匹配的四种算法。为了将理论和实践结合起来,本文通过一系列数据试验,分析并确定了半方差函数影像匹配模板的适宜像元长度,检验了半方差函数影像匹配四种算法的可行性,并通过与基于灰度的相关系数匹配的对比试验,对其匹配精度、匹配速度和匹配概率等性能进行了分析。试验结果显示,半方差邻域匹配算法的效果较好,可以在保持与相关系数匹配同等匹配精度的基础上,大大的缩短匹配时间。而其他的三种半方差影像匹配算法,可以在优化算法和改进策略的基础上达到较好的匹配效果。本文较好的解决了提高匹配精度和降低匹配时间这样一对矛盾,为影像匹配提供了一种全新的思路和方法。