地球空间信息技术是当今世界各国研究的热点之一，信息的获取、处理和应用是其研究的三大主题。机载激光三维扫描技术可以直接获取高精度三维地表地形数据，具有传统摄影测量方法和地面常规测量技术无法取代的优越性，引起了测绘界的浓厚兴趣。目前机载激光三维扫描技术的硬件技术日趋完善，但数据后处理的研究还相对滞后，数据处理过程中的许多算法和模型不太成熟，亟待发展。 本文首先介绍了机载激光三维扫描技术的原理，对LiDAR系统的几何模型、坐标转换、误差分析、精度指标等进行阐述，并提出一种新的基于四个坐标系统的几何模型，进而推导出相应的数学模型和系统误差综合影响的关系表达式；然后研究了激光点的滤波和分类方法，对一种反复建立三角网的滤波算法进行实践并给出评价；提出了一种重建DEM的改进方法，克服了目前大多数方法自动生成的线状地貌会呈现锯齿状的缺点；实地检验了LiDAR系统生成DEM的精度，得出在满足一定测量条件的前提下，LiDAR系统生成DEM可满足1:2000地形图的精度要求；最后系统地建立了3D城市模型，并且完成查询、量测、漫游等一系列功能；归纳了LiDAR技术在道路勘测设计、运营管理、普查中的应用方法；简要描述了LiDAR系统在海岸测绘、林业、电力系统、灾害评估等方面的应用。