随着空间数据应用领域的不断扩大，对获取准确可靠空间数据的要求也越来越高。机载激光雷达“LIDAR”作为一种经济可靠的技术也随之孕育而生。目前LIDAR在欧美地区已有十年的成功使用经验，在澳洲也有五年的历史。
从功能上讲，LIDAR是一种集激光，全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术于一身的系统，用于获得数据并生成精确的DEM。这三种技术的结合，可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑。
激光本身具有非常精确的距离校正能力，其距离精确度可达几个厘米，而LIDAR系统的精确度除了激光本身因素外，还取决于GPS及惯性测量部件(IMU)等内在因素。随着商用GPS及IMU的发展,通过LIDAR从移动平台上（如在飞机上）获得高精度的数据已经成为可能并被广泛应用。
LIDAR系统包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。激光器产生并发射一束离散的光脉冲，打在物体上并反射,最终被接收器所接受。接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。因为光脉冲以光速传播，所以接收器总会在下一个脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲。鉴于光速是已知的,传播时间即可被转换为对距离的测量。结合激光器的高度,激光扫描角度，从GPS得到的激光器的位置和从INS得到的激光始发方向，就可以准确地计算出每一个地面光斑的坐标X、Y、Z。激光束发射的频率可以从每秒几个脉冲到每秒几万个脉冲。例如，频率为每秒一万的脉冲，接收器将会在一分钟内记录六十万个点。一般而言，LIDAR系统的地面光斑间距在2-4米不等。
有些LADAR系统能记录同一脉冲的多次反射。光束可能先打在树冠的顶端，其中的一部继续向下打在更多的树叶或枝干上，有些甚至打在地面上被返回，这样就会有一组多次返回的具有X、Y、Z坐标的点记录。这个技术不仅可以用于获取地面高程，还可以同时获取树高及建筑物的高度等。
鉴于地形地物的不同，激光束的反射特性也不同，例如用于地形测量的激光将不能穿透水面，并且只能记录很少的有关水面的数据。如需要记录海底地形，则应使用不同参数的LIDAR技术。
与上面所讲的地形机载激光雷达相比，海道测量机载激光雷达的使用要早的多。机载LIDAR的海道测量是从六十年代中期发展起来的。最先进可靠的一种设备叫做扫描海道测量机载激光雷达测量(SHOALS)系统。它是一种多用途的海道测量LIDAR系统。
SHOALS系统与地形LIDAR有几个基本的不同，首要区别在于大多数地形LIDAR系统只用单光源(多采用近红外光束)测量物体，而SHOALS系统则用了两种不同波长的激光束对水底进行测量。SHOALS在采用红光(或红外光)测量水面的同时，用蓝绿光穿透水面测量水底。海道测量LIDAR同时发射两束不同波长的激光脉冲射向水面，红光在水面被直射反射回，而蓝绿光在穿透水底后被海底反射回，这两个光束的接收时间差即为水的深度。第二个区别是激光束发射频率的不同。地形LIDAR一般为30KHz以上,而SHOALS系统的频率相当低，多为400Hz。最后一个区别在于两个系统完全不同的能量要求。地形LIDAR系统可以在小型飞机或直升飞机上操作，而SHOALS系统则需要稍大型的飞机提供更多的能量。这是因为SHOALS系统需要更高能量的激光束穿透水层以测量水底。
通常，海道测量LIDAR所能测量的海水深度为50米，此一深度随水质清晰度的不同而变化。因此可探深度对SHOALS系统而言是其水下应用的一个重要限制因素。
机载激光雷达是一种成本效率高的获取空间数据的方法。其绝对精度可在0.1米到0.5米之间。它的优势在于对大范围，沿岸岛礁海区，不可进入地区，植被下层,地面与非地面数据的快速获取。而这正是用其他方法所不能得到的或是在高昂成本下才能获得的。因此LIDAR技术提供了一种方便、快速、节省的空间数据获取方法。
