随着激光技术、计算机技术的快速发展,机载激光测量已经成为一种高效地获取高精度、可靠三维数据的新技术。它集成了高精度动态GPS差分定位、惯性导航、激光测距等先进技术,具有受天气影响小、自动化程度高、成图周期短等特点。该技术能快速、精确、无接触地获取复杂物体表面的三维点云信息,进而完成实体的三维重建。广泛地应用于数字城市、地形测绘、地理信息系统、医学工程、文物保护、机器人导航等各个行业。本论文设计并实现了机载激光测量系统,具有可移动性、非接触性和实时动态采集并3D显示的特点。特别是在移动的扫描过程中,不需要对激光扫描仪的姿态和位置进行精确控制,非常适合在城市、野外复杂场景进行动态的三维成像。系统利用激光测距技术,可进行大范围远距离的实时测量,并对采集的大规模三维点云数据进行滤波和配准。在研究了大量的滤波和配准算法的基础上,实现了基于移动曲面的滤波算法,减少了三维点云数据的建模误差,提高了数字模型和地图的精度。本论文构建的系统自主开发了激光测量系统的地面监控站软件,该地面监控站可以实时进行三维点云数据成像,能够对三维模型进行各种旋转、平移、缩放、动态漫游等操作,同时还嵌入了滤波和配准算法,对采集到的原始数据进行后期处理,生成各种格式的数据文件。实验结果表明,本论文设计的激光测量系统和算法具有良好的可行性,而可移动式的系统平台设计,可以安装于车辆,移动机器人,空中机器人等移动设施上,进行远程动态的数据采集与处理。