三维地形匹配这一概念从上个世纪70年代开始出现,在80年代中期得到了迅猛发展,并于90年代初开始应用于国防建设。直至目前,随着科学技术的不断发展和国防事业需求的不断提升,它作为军事应用领域的的一大技术难题,在地形匹配辅助导航领域中占据着重要地位,也正因为它对于国防科技的重要性,近年来一直保持着较高的研究热度。而在不断发展的同时,三维地形匹配的概念和匹配方法也在不断发生着变化,比如传统的三维地形匹配指的是地形高度匹配,随着对地形匹配要求的不断提高,现在所说的三维地形匹配大多与场景相结合,即三维地形场景匹配。首先,本文总结了国内外有关三维地形匹配的研究现状,重点分析和研究了传统的基于高度的三维地形匹配方法,并针对地形高度匹配在高度起伏剧烈和高度变化不明显的区域存在的匹配不精确等问题,研究了一种基于地形表面纹理特征的三维地形匹配算法,该算法首先将具有真实感的三维地形通过正投影获取地形的二维投影图,然后根据二维投影图的匹配结果解算出参考地形和待匹配地形直接的匹配关系,最终绘制出已经建立匹配关系的两个地形,本文对该方法进行了大量不同地形的仿真实验,实验表明,此算法在能够进行地形区域的匹配和精确定位。其次,在研究了场景中存在的线特征的基础上,本文首先对不同场景中的道路进行检测,在此基础上研究了一种基于道路的快速场景匹配方法,多组实验结果表明,该方法能够提高算法的匹配速度,特别是匹配算法的特征提取部分,提取时间得到了较大提升。最后,根据本文所述的算法设计开发出了一种三维地形/场景匹配与配准处理软件,该软件运行稳定,在完成了三维地形建模和可视化的基础上,实现了区域内的局部三维地形匹配和定位、具有部分重叠区域的全局地形匹配和地形重构,并在道路直线特征提取的基础上,实现了基于道路特征的快速场景匹配方法。