对大多机载激光雷达系统而言，都配有数字相机，可以在获取LIDAR点云数据的同时获得光学影像数据。光学图像的摄影测量与基于激光测距的激光雷达具有一定的互补性。为获得精度高、密度大、整体性好的地表三维数据，针对二者的优缺点，本题将激光雷达数据和基于摄影测量技术的光学图像联合起来，旨在来提高地表三维信息精度。　　研究内容主要包括四部分：1)LIDAR数据与同步获取的光学影像联合处理方法探索。2)基于激光三维点云影像同名点匹配。3)多数据源系统联合平差模型的建立、简化及求解。4)LIDAR数据的应用实验及结果验证。　　论文首先通过对LIDAR实际数据进行处理，详细了解了其数据格式。以此基础上，确立了LIDAR数据与同步获取的光学影像联合处理流程及方法。　　之后，在LIDAR飞行系统同步获取影像的辅助下，对两影像前方交会所得三维点云以及基于同一场景的·LIDAR点云数据(.1as数据)进行了ICP匹配，得到优化后的影像外方位元素。实验结果表明，经ICP匹配后，两影像前方交会所得三维点云坐标在X、Y、Z方向上都以超过一个数量级的程度趋近实际激光点云坐标系统。　　然后，基于优化后的影像外方位元素，联合LIDAR点云以及同步获取的影像，进行了同名点匹配。实验结果表明，通过联合二者可减小像元搜索范围，加快匹配速度，提高激光雷达点云匹配精度。　　因实际测量数据受多种因素综合影响，不利于对某种误差影响因素独立研究。因此，论文同时建立了LIDAR模拟系统，既可解决数据来源问题，又可不受限制的改变系统参数进行研究。系统包括三个部分，外方位元素模拟、激光点云模拟以及影像模拟。　　通过模拟系统获得LIDAR点云与光学图像等数据，建立了多源数据方程组，以及最小二乘求解。经联合平差得到优化后的航迹瞬时位置和角元素。然后，将此航迹瞬时位置以及角元素输入到激光点云扫描系统中，模拟得到了优化的激光点三维坐标。　　实验表明，通过将机载LIDAR模拟系统的点云数据与光学图像联合起来可优化影像外方位元素，减小像元搜索范围，提高同名点匹配精度与速度，进一步通过联合平差，提高地表三维信息精度。