本发明公开了一种城市行道树单木参数提取方法，包括：获取目标区域的激光雷达影像和无人机影像；根据激光雷达影像和数字高程模型，得到冠层高度模型；对无人机影像进行非植被信息去除和图像增强处理，得到无人机增强影像；对冠层高度模型和无人机增强影像进行图像匹配，得到配准后的冠层高度图像和无人机图像；根据无人机增强影像的光谱数据和配准后的冠层高度图像，得到多层级图像；对配准后的无人机图像进行图像边缘提取，得到边缘梯度图像；对多层级图像进行层级整合，得到单层级图像；根据单层级图像、边缘梯度图像、冠层高度模型和分水岭分割算法，得到城市行道树单木参数。本发明综合利用多源数据，实现对城市行道树单木参数的自动化提取。