论文以空间数据融合与可视化在深空探测中的应用为背景，讨论了遥感图像特征点匹配，遥感图像决策级融合、遥感序列图像三维地形重建、多分辨率天体地形数据可视化以及深空环境与航天器运动可视化仿真等关键技术和实现方案，并构建了深空探测可视化仿真系统。论文的主要研究内容和成果包括:　　1.探讨了遥感图像融合处理的基本流程和遥感图像像素级融合算法的基本原理，研究了图像特征点提取与匹配算法，在此基础上创建了基于不变性特征描述的最小二乘匹配方法，并对匹配方法进行了比较试验;针对遥感图像融合算法的选择策略，研究了粗糙集的知识约简及融合算法的相关理论，完成了基于图像特征和粗糙集的遥感图像决策级融合。　　2.针对遥感序列图像三维地形重建，根据摄像机成像模型和多视图几何的基本理论，提出了引入图像特征点匹配测度，利用RANSAC算法对两视图相对几何关系参数进行线性解算的方法;在线性解算的基础上，创建了基于极线和单应约束的密集点匹配方法，本方法具有搜索范围小、速度快的特点，并提高了自动匹配的可靠性和精度;针对自动化和实时性两个问题，研究了重建图像的选择方法和三维地形重建的处理流程，实现了卫星和探测机器人对地序列图像的三维地形重建。　　3.针对多分辨率天体地形数据的组织管理与可视化，根据瓦片金字塔模型的构建原理，重点研究了可嵌套的瓦片金字塔模型、基于四叉树的瓦片索引以及地形瓦片搜索策略:探讨了Mipmap、Texture Clipmap和Geometry Clipmap算法的基本原理，在此基础上创建了基于多目标中心的Geometry Clipmap绘制方案，重点研究了绘制方案的区域定义、Clipmap层构建、数据更新、有效层选取以及裂缝消除，实现了瓦片金字塔模型与Geometry Clipmap相结合的多分辨率天体地形可视化。　　4.根据深空环境的时空基准，研究了深空环境的时空数据模型，为深空环境的分析和可视化提供了模型理论基础;针对航天器运动可视化仿真，分析了航天器的轨道姿态运动，重点对航天器进行运动学理论分析，研究了航天器运动可视化仿真的具体要求与计算流程，实现了航天器运动可视化仿真;针对探测机器人运动可视化仿真，以月球车为例，分析了月球车的控制过程、车体结构及运动模式，重点对月球车进行运动学理论分析，研究了模型建立、坐标变换以及方程建立与求解，实现了虚拟月面环境下月球车运动可视化仿真。　　5.综合应用上述研究的理论与方法，构建了深空探测可视化仿真系统，介绍了系统的体系架构、模块组成及开发环境，并给出了系统的测试数据及工程应用。　　论文所取得的研究成果对空间数据融合与可视化的发展以及在深空探测中的应用发挥了积极的作用。