对森林经营和自然资源管理来说，精确获取森林垂直结构、林冠下地形以及植被反射特征信息非常重要。激光雷达是近年来国际上发展十分迅速的主动遥感技术，在林木高度测量与林分垂直结构信息获取方面具有其他遥感技术无可比拟的优势。多角度遥感也是近年来遥感数据获取的重要趋势之一，通过多波段多角度探测，可以对地表反射特征进行更细致的刻画。利用主动(激光雷达)和被动(多角度)遥感数据联合进行森林植被的应用研究，更是森林植被信息提取的新途径。　　 本文介绍了激光雷达遥感的基本原理及多角度遥感的特点，并分别对两种传感器的林业应用及发展现状进行了较为详细的评述。重点介绍了星载大光斑激光雷达GLAS系统和星载多角度传感器MISR系统。以GLAS数据为例，分析了大光斑激光雷达回波波形数据的特点和森林参数的提取算法。并在北京密云、延庆等地区进行了实地野外实验，分析了GLAS数据回波波形反映地物垂直结构信息的精度；针对多角度MISR数据的特点、存储格式及应用做了详细叙述。并分析了GLAS数据与MISR数据联合应用进行植被研究的方法及可行性。　　 本文以深入理解激光雷达波形数据与植被冠层结构的相互作用机理，为植被参数的提取和反演研究提供更详细的理论参考为目标，建立了基于星载大光斑激光雷达信号的植被冠层三维结构和林冠下地形的回波模型。本研究不但实现了已有的模型并进行了算法改进，还详细分析了植被参数、光斑内植被分布情况对回波波形的影响。另外，本文将地形坡度对激光雷达回波波形的影响作为研究重点进行了模拟及分析。最后，将长白山试验区实测数据作为模型输入，并利用GLAS数据对模拟结果进行了验证。　　 文章最后分析了回波模型的局限性和存在的问题，以及多角度数据在应用上的困难，并对可能的解决方案和后续研究工作做出了合理展望。