近年来,机载光电侦测技术快速发展,为灾害的应急救援和评估提供了一种快速的数据获取方式,在森林防火侦察、地质灾害调查、灾害应急指挥救援等公共安全领域应用广泛,其获取的侦测视频数据能够通过卫星通信设备实时传回地面指挥中心,用于灾害应急分析,但是缺乏有效的数据快速处理方法。如何将机载侦测视频数据进行快速匹配与定位,重建精确的三维场景,获取地表相关灾情信息是目前亟需解决的关键问题。论文以MOES-350HD型光电应急侦测系统获取的视频影像数据为基础,对侦测视频影像进行关键帧提取,采用尺度不变特征检测与匹配方法实现视频影像的特征快速提取与匹配,基于稀疏光束法平差和运动恢复结构方法获取视频影像的稀疏三维点云数据,通过分析在不同控制点、不同地形以及不同飞行高度条件下视频影像的定位精度,实现了机载视频影像的匹配与定位。论文主要工作如下:（1）机载光电侦测系统数据预处理。针对获取的机载侦测视频影像数据,建立了基于重叠度的关键帧提取方法,分析了机载光电侦测系统POS数据解码处理方法,根据关键帧影像的时间信息,研究了GPS数据插值处理方法,完成了机载光电侦测系统数据的预处理。（2）视频影像特征点提取与匹配方法研究。论文研究了SIFT、SURF、ORB特征提取与匹配算法的基本原理,通过实验对比分析了三种特征提取算法在提取效率、匹配精度等方面的优势和不足,选择采用SIFT算法用于机载视频影像的特征提取与匹配,并对SIFT算法进行了改进。利用SIFT进行特征点检测,基于BRISK描述符对SIFT算法提取的特征点进行描述符的生成,采用汉明距离作为特征点匹配的相似度检测。改进的SIFT算法相比于原有SFIT算法在处理效率、匹配精度等方面都有一定的提升。（3）基于SFM的稀疏点云模型重建方法研究。论文分析了侦测视频影像目标特点,在满足影像处理要求的基础上,采用稀疏光束法平差和基于运动恢复结构（SFM）的方法,建立了一种能够快速、准确的基于视频影像重建稀疏三维点云模型的方法,确定空间目标与观测影像间的方位和姿态关系。（4）视频影像的定位精度实验分析。论文基于稀疏点云构建了DEM,生成了研究区DOM数据,并对处理后数据定位精度进行了分析。实验中分别选取平原和山区两种地形的实验区,分析了在无控制点和添加少量控制点下生成DOM的定位精度。实验结果表明,在地形起伏较大的山区,无控制点时误差较大,添加控制点数量为7个时,DOM的定位平面中误差优于1m;地形起伏较小的平原,在未添加控制点时,误差为35.71m,在加入5个控制点后DOM的平面中误差优于1m,能够满足基本的应急需求。