随着近几年来对地观测技术的不断发展,星载热红外成像仪朝着高空间分辨率和大幅宽两个发展方向迈进,热红外载荷的全球数据获取能力不断增强。热红外波段受光照条件和大气散射的影响小,对云层的穿透能力强,可全天时成像。SDGSAT-1卫星于2021年11月成功发射,是全球首颗可持续发展目标卫星,其搭载的热红外成像仪兼具高空间分辨率和宽幅观测能力,能够同时获取30米分辨率和300公里幅宽的热红外影像,将为全球精细化热红外遥感及定量化研究、城市热环境空间分布格局等方面的研究提供重要的数据。为了充分发挥SDGSAT-1高分辨率热红外遥感影像的应用潜力,需要对热红外遥感影像进行配准与几何校正,考虑到目前缺乏和SDGSAT-1卫星同等分辨率且同时具有全球对地观测能力的热红外遥感影像作为参考底图,本文将着重研究热红外与可见光遥感影像的配准方法。然而,热红外遥感影像反映的是地物的温度信息,图像的像元灰度值易受环境变换的影响,同一地区不同时间成像的热红外影像,以及热红外与可见光影像之间都存在非常明显的非线性辐射差异;另一方面,由于受热扩散效应的影像,相邻地物之间的温度比较接近,在图像上则显示出地物轮廓比较模糊,图像细节不清晰。以上这些问题给热红外遥感影像的自动化配准带来了不少挑战。本文在充分梳理图像配准算法理论,分析讨论高分辨率热红外遥感影像和可见光影像在图像特征上的异同的基础上,提出了基于改进的RIFT算法（Modified RIFT,M-RIFT）的热红外-可见光遥感影像配准处理流程,并将该算法应用到SDGSAT-1卫星高空间分辨率宽幅热红外遥感影像的配准与几何校正的处理工作中。针对高分辨率热红外遥感影像配准以及宽幅影像的几何校正所带来的难题,论文的主要研究工作如下:（1）本文从光谱信息、空间信息和时间信息三个方面对热红外和可见光遥感图像的特征进行对比,并讨论了传统图像配准方法在热红外-可见光图像配准领域的局限性。（2）提出了适用于热红外-可见光遥感图像配准的M-RIFT算法。首先,针对热红外影像轮廓边缘模糊,细节不清晰等缺陷给图像配准特征点提取与特征描述子构建所带来的困扰,在图像配准预处理阶段引入了同态滤波的方法,有效地增强的热红外图像的纹理细节,为后续的特征点提取与特征描述子的构建提供基础。文中的对比实验表明,在热红外-可见光图像配准之前使用同态滤波对热红外影像做预处理,可以有效地提高配准效果,获得更多的同名点。其次,针对热红外图像之间以及热红外图像与可见光图像之间像元灰度值存在非线性辐射差异的问题,在RIFT算法的启发下,提出了新颖的特征描述子构造方法,与RIFT算法使用最大值方向索引图（MIM）构造描述子的思路不同,本文发明的M-RIFT算法设计了二值模式串的构造规则,并通过统计二值模式串所组成的二值数据立方体,构建更具有鲁棒性的特征描述子。通过与目前流行的其他图像配准算法做实验对比,本文提出的M-RIFT算法对热红外图像的非线性辐射差异更加具有鲁棒性。（3）受地球曲率以及相机内部构造的影像,宽幅图像往往具有更加复杂的几何畸变,使用线性或一般多项式函数难以胜任宽幅图像几何校正。本文利用目前国际通用的有理函数模型,结合M-RIFT算法,通过图像控制点自动化提取,RPC参数优化等方法,设计了双步正射校正法的高分辨率宽幅热红外图像几何校正处理流程框架。使用4景分布在我国不同地区,不同成像时间和不同地貌类型的L1A级SDGDAT-1热红外影像进行正射校正实验,经精度验证,通过该正射校正方法流程,影像的几何精度在1～2个像元以内,满足后续的热红外遥感影像的研究与应用需求。