如何快速、准确地获取地形数据和建筑物的三维空间信息是建设“数字城市”的重要内容；而通过常规测量和摄影测量方法获取数据方式已经很难适应“数字城市”的发展和应用需求。集成激光测距技术、计算机技术、惯性测量单元和差分定位技术于一体机载激光雷达技术的出现为获取高时空分辨率地形表面信息提供了一种全新的技术手段。它具有成本低、机动灵活、观测精度高、作业效率高等优点；另外，其发射的激光脉冲还能部分地穿透植被，因此该技术具有摄影测量和地面常规测量技术无法取代的优越性。机载激光雷达技术在地形测绘、环境监测、三维城市建模等诸多领域具有广阔的发展前景和应用需求，有可能为测绘行业带来一场新的技术革命(刘经南，2003)。 然而，同航空影像提取建筑物相比，基于机载激光雷达测量数据的建筑物识别和提取更加富有挑战性。由于LJDAR数据的不连续性、不规则性及数据的密度不均、缺少地面物体的几何形状和纹理信息等因素，使直接利用LIDAR数据进行城市表面三维信息提取比较复杂，很难大面积、一次性进行建筑物的三维重建。本文结合LIDAR数据和航空影像的纹理与几何信息对城市建筑物和地形信息进行提取和重建进行了研究，主要内容如下： (1)深入分析研究了LIDAR系统组成、工作原理、数据特点和应用领域； (2)在地形重建方面主要概述了DTM的基本概念和原理，讨论分析了各种滤波算法和插值算法，结合本文数据特点和应用选择合适的算法实现了地形的重建。 (3)运用最小二乘平差工具来规则建筑物结构，现实世界中绝大部分房屋的相临墙体是垂直相交、相对墙体是平行的，因此文中利用基于最小二乘原理的间接平差模型，附加垂直、平行、独立点位等约束条件对获取的房屋轮廓线进行平差，确定建筑物轮廓特征点的精确位置。 (4)通过统计分析建筑物边界内激光脚点的法向量的方向作为确定建筑物类型并重建屋顶的手段。 (5)基于OpenGL的可视化技术，阐述了OpenGL的基本原理和方法。在VC++6.0平台上结合OpenGL库实现了城市地形和建筑物的三维可视化表达。