随着遥感技术的飞速发展以及新型传感器的不断出现,应用需求不断增加,卫星载荷已经趋于多样性、差异性。为了能够突破单一遥感应用的桎梏,不同遥感数据的融合使用成为未来测绘领域的新趋势。热红外与可见光的影像因其不同成像原理,能够接收不同维度的目标信息。热红外数据具有地表温度信息,而可见光数据具有更高的分辨率,观测地物时有较高的辨识度,利用立体成像对地精确定位优势显著。通过影像匹配算法能够对热红外影像进行地理空间上的几何校正。而可见光数据相比激光数据高程精度低,两者融合又可进一步提高可见光数据的地面定位精度。最后通过激光、可见光数据生成的DSM与匹配算法纠正后的热红外影像融合构建地表三维温度场。面向城市热岛、火山监测等应用需求,本文以星载热红外温度产品与光学立体遥感影像数据的融合应用为目的,主要研究激光辅助光学立体影像区域网平差、热红外与可见光影像配准、热红外地表温度反演等关键技术,并初步开展基于地表温度场的应用研究,具体如下:（1）构建了卫星激光和光学联合平差方法,开展了高分七号、资源三号和Icesat-1三颗卫星的激光数据与资源三号卫星光学立体影像联合区域网平差试验,通过对比发现,利用激光作为高程控制,可有效提高可见光数据地面定位精度。（2）实现了一种改进的几何结构属性匹配算法（HOPCSS）,开展了热红外与可见光影像两种异源数据的配准,通过选取无人机、卫星等不同平台的热红外和可见光数据进行试验,试验结果表明,本文所提方法能进一步提升配准精度,并减少了无效同名点。（3）通过对2000-2020年数据分析,发现重庆市渝北区随着人口数量增加与城市建筑物的扩张,热岛效应逐渐加剧。通过对长白山的温度反演发现火山扰动事件会导致地表温度急剧上升。并且经过长时间序列观察,随着全球气候变暖,长白山地区整体温度也呈上升趋势。该论文有图35幅,表7个,参考文献52篇。