影像匹配是基于CCD数据获得月球高程数据的基础和关键。研究了月球CCD影像的小波金字塔分层匹配算法。利用小波分析的多分辨率特性，对CCD影像进行小波分解，构造了金字塔顶层影像误匹配剔除策略及金字塔底层影像匹配点的快速搜索策略，实现了自粗尺度到细尺度的匹配算法。该算法通过减少非同名像点的匹配时间和搜索时间，大大降低了运算量，从而提高了匹配效率和配准精度。实验结果表明，该算法在匹配正确率和匹配效率方面都获得了很好的效果。

对强噪声且密度不均匀的点云进行高效、高精度配准是一个难题。针对此难题,提出一种基于关键点提取与优化迭代最近点(ICP)的点云配准算法。在粗配准中,将体素格滤波与法向距离关键点的提取相结合,计算关键点的快速点特征直方图以进行特征匹配,然后采用对应关系估计优化随机采样一致性(RANSAC)算法以进行误匹配剔除。在精配准中,采用最优节点优先(BBF)算法搜索k-d tree最近点,设定动态阈值消除误配对,最后利用基于“点到三角面”模型的加速ICP算法计算配准向量。通过对模型点云和建筑物点云进行配准,将所提算法与其他常用的算法进行比较分析。实验表明,所提算法具有良好的稳健性和抗噪性,能显著提升配准速度和配准精度。

针对三维点云数据分割算法准确度低的问题,提出了一种结合点云骨架点和外部特征点的分割算法,所提算法可将传统方法分割不出来的局部小范围凸面体进行有效分割,从而使得三维点云数据分割得更为完善,为三维点云分割提供了新思路。利用C++及其开源的点云库进行编程,利用L1-中值算法对三维点云进行骨架点的提取,利用尺度不变特征变换算法进行特征点的提取,结合骨架点和特征点构建分割平面进行分割,再对剩余的特征点进行检测,再次构建分割平面进行分割,得到最终的结果。实验结果表明,该算法能对三维点云表面的小范围凸面体进行有效分割, 提高了分割的准确性。