月球/火星探测器着陆前在约十千米高度开始获取下降序列影像,这些下降序列影像的摄影基线与主光轴方向接近,影像空间分辨率逐渐变高。本文以嫦娥四号下降序列影像和天问一号下降序列影像为数据基础,提出一种基于下降序列影像进行着陆区地形重建的方法,并分别从陨石坑和沙丘等特征地貌提取、下降序列影像与底图粗配准、相机位姿解算、基于核线的下降序列影像的匹配、光束法整体平差地形重建等方面进行详细说明。本文的主要研究内容为:（1）提出了一套可行的基于下降序列影像进行地形重建的技术方案。通过下降序列影像与底图粗配准、相机位姿解算、下降序列影像匹配及基于光束法整体平差地形重建共四个步骤实现基于月球/火星下降序列影像的着陆区地形重建任务。并通过嫦娥四号下降序列影像和天问一号下降序列影像进行实验完成月面/火面着陆区地形重建,比轨道环绕器获得的DEM空间分辨率更高,表达的地形更精细。（2）提出了提取月球地貌特征和火星地貌特征的不同方法。因为月球地貌特征与火星地貌特征不相同,嫦娥四号着陆区陨石坑分布密集,而天问一号着陆区陨石坑分布稀疏,但沙丘分布密集。所以提取嫦娥四号影像的地貌特征主要是陨石坑,提取天问一号影像的地貌特征主要是沙丘。针对陨石坑在嫦娥四号影像上的成像特点,提出了基于亮区域与暗区域组合的陨石坑提取方法。针对陨石坑和沙丘在天问一号影像上的成像特点,实现了基于Hough变换的陨石坑提取方法和基于区域增长的沙丘提取方法。（3）提出了基于特征地貌二维拓扑关系的下降序列影像与底图粗配准方法。底图范围较大,实现下降序列影像与底图的粗配准是选择控制信息的必要步骤。因为下降序列影像的俯仰角和滚动角都很小,与DOM底图特征地貌的相对位置关系应该相似,所以将下降序列影像上的陨石坑或沙丘等特征地貌与其它陨石坑或沙丘建立二维拓扑关系,同时将DOM底图上的陨石坑或沙丘等特征地貌与一定范围内的其它陨石坑或沙丘建立二维拓扑关系,匹配两者的拓扑关系获取潜在的同名地貌特征组合后解算下降序列影像与底图的变换参数,从而实现下降序列影像与底图的粗配准。（4）研究并实现了基于地貌特征的相机位姿解算方法。在下降序列影像与底图完成粗配准的基础上,根据每幅下降序列影像和DOM底图的同名地貌特征提取控制信息,将地貌特征的中心作为控制点,地貌特征的尺寸的倒数作为该控制点的权重,由DOM底图和DEM底图上获取控制点的三维坐标值,由下降序列影像上获取控制点的像点坐标值,以相机的位置和姿态为未知数根据物点、像点、摄影中心三点一线建立误差方程,最小二乘迭代解算出每幅下降序列影像拍摄时刻相机的位置和姿态。（5）提出了基于核线和SIFT特征描述子的下降序列影像匹配方法。相机的姿态已解算,将所有的下降序列影像纠正成水平影像,推导出水平影像上核点的坐标公式,以核点为中心,向四周辐射相同角度的核线为同名核线,在同名核线上逐点计算SIFT特征描述子,根据KNN算法选择SIFT特征描述子欧式距离最小的点为同名点。该匹配方法加入了几何约束,能更高效和准确地实现下降序列影像的匹配。（6）研究并实现了基于光束法进行整体平差的地形重建方法。以每一条光线束为平差单元,所有下降序列影像的光线束构成平差模型,以相机位姿解算结果作为相机位置和姿态的初值,以空间前方交会的坐标值作为地面点坐标的初值,根据物点、像点、摄影中心三点一线建立误差方程后,最小二乘迭代解算出相机位置姿态和地面点坐标。