随着GIS在土地管理、交通、电力、电信、水利、城市管网、消防以及城市规划等各行各业应用的深入，缺少高程信息的二维GIS己经越来越不能满足应用的需要。三维GIS的出现和发展使三维数据的获取以及各种地物的三维信息提取越来越重要。如何快速大批量地获取高精度DTM数据和建筑物数据以及各种三维特征信息是目前研究的热点。LIDAR作为一种新兴的测量系统，为快速获取高分辨率的地球空间信息提供了一种全新的技术手段。LIDAR是一种主动式观测系统，它集成激光测距技术、计算机技术、惯性测量单元(IMU)/DGPS差分定位技术于一体，具有自动化程度高、受天气影响小、数据生产周期短、精度高等特点。LIDAR传感器发射的激光脉冲能部分地穿透树林遮挡，直接获取高精度三维地形数据，具有传统摄影测量和地面常规测量技术无法取代的优越性，因此引起了测绘界的浓厚兴趣。该技术在地形测绘、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。 LIDAR技术在国外的发展和应用已有十几年的历史，但是我国在这方面的研究和应用还只是刚刚起步。绝大部分属于硬件技术及系统集成的问题已得到解决，但数据后处理的研究还相对滞后。本文以LIDAR点云数据为基础，深入研究了基于LIDAR数据进行地物信息提取的关键技术，文章的主要研究工作如下： (1)深入研究了LIDAR系统原理、国内外在LIDAR数据处理领域的研究进展及发展趋势，对LIDAR数据处理中所涉及到的关键技术进行分析； (2)对LIDAR数据的特点进行了深入研究，对现有的LIDAR数据存储格式进行了比较，对LAS格式进行了剖析，并在此基础上提出了一种基于LAS格式的LIDAR数据高效存储机制，采用规则格网的二级索引，对数据按金字塔层进行抽稀，分层存储，实现了LIDAR数据的快速存取和显示； (3)在对国际上现有的LIDAR数据滤波算法进行研究的基础上，采用了两种具有代表性的滤波算法即多级窗口形态学滤波算法和线性预测滤波算法实现DTM的提取，并对这两种算法进行了分析； (4)对现有的LIDAR数据的分类算法进行研究，采用基于高程纹理的方法实现建筑物和植被的分类以及融合高分辨率影像信息的方法实现地物的分类； (5)研究了LIDAR数据的分割方法，介绍了基于剖面来分割LIDAR点形成面片，并在得到的面片基础上实现了建筑物的分类。算法首先对点云进行剖面的划分，并在剖面中探测连续的线性分割，最后对不同剖面的线性分割进行合并形成面片。这一方法实现了对LIDAR数据点的分割，并解决了对感兴趣区域的处理“局部化”这一难题； (6)以MAPGIS大型地理信息系统平台为基础，采用VC++6.0作为开发工具，综合已有的算法，开发出一套LIDAR数据处理的原型系统，实现了基本的地物信息提取功能。