探地雷达因其分辨率好、工作效率高、操作简便和无损伤探测的特点，被广泛应用于各种工程领域。Contourlet变换能够很好地对图像的几何结构特性表示，并能有效地实现图像局部的、多方向的、多分辨率的展开，将Contourlet变换用于探地雷达图像的处理，能够更好地对探地雷达图像细节及轮廓等信息进行反映。本文中，首先对探地雷达的电磁学原理、工作原理及探测能力进行研究。其次对Contourlet变换的理论，Contourlet变换中的拉普拉斯金字塔滤波器和方向滤波器组进行研究。然后，对探地雷达的数据格式进行研究，读取探地雷达数据并以图像的形式进行显示，研究分析探地雷达图像的特征及图像信息，通过对基于Contourlet变换的图像特征提取算法及PCA算法进行研究，将PCA算法进行改进并与Contourlet变换形成了基于Contourlet变换的改进图像特征提取算法，由于探地雷达图像是由电磁波反射形成的，为了能够更直观的被表示探地雷达图像处理结果，采用K-Means++算法对最后结果进行处理。最后分别使用PCA算法及基于Contourlet变换的改进特征提取算法对自然图处理，结果表明基于Contourlet变换的改进特征提取算法具有较好的效果。最后通过对隧道实测探地雷达图像进行研究，采用基于Contourlet变换的图像特征提取算法实现探地雷达图像的图像特征进行提取，将进行过特征提取的探地雷达图像结合K-Means++算法得到最后的处理结果，实验结果表明通过该方法得到的探地雷达图像，能够达到使使用者直观有效地对探地雷达图像进行地质解释的目的。