植株高度是衡量植物生长速度的标志之一,是其生长状况测定的一个主要方面。定期测定植株高度,对了解植物的生长速度与外界气象条件的关系有着重要的意义。本研究基于航天科工23所航天新气象科技有限公司的农业气象自动化观测站项目,根据中国气象局综合观测司的《作物气象自动观测站功能规格需求书》的要求进行立项开发,激光雷达测量植株高度是该项目组成部分。本文的研究目的是使用二维激光雷达（LiDAR）提取植物的株高信息。根据二维激光雷达的扫描方式和数据采集特点,设计了一种激光雷达俯仰扫描装置。装置主要由两台伺服电机和一台二维激光雷达组成,使用伺服电机来控制激光雷达的俯仰角度,通过旋转的方式增加一个扫描自由度,添加激光雷达俯仰角度值,将数据以文本的形式输出。该装置可以完成植株自动化扫描的任务。激光雷达的数据处理,处理过程包括原始雷达数据的坐标转换、冠层数据的分割以及数据的矫正。将二维激光雷达数据转换到三维直角坐标系中,转换后的三维点云模型分为地面点云和冠层点云,但整体点云存在整体倾斜的状况,需要将分割出的地面点云使用随机抽样一致性算法（RANSAC）得到拟合直线,由拟合直线得到的倾斜角度,从而将整体点云模型进行矫正。对植株冠层点云数据进行滤波。详细分析了多株植株冠层点云滤波方法,基于点云距离及分布规律,提出了曲线检测—正态核密度算法,将三维点云投影到二维平面,利用投影点到冠层拟合曲线的距离分布规律将离群点滤除。通过处理后的冠层对地高度计算得到株高。将激光雷达和人工测量数据进行对比,得出基于激光雷达的植株高度测量方式有着很好的准确性和稳定性。使用Matlab软件设计了一个植株数据处理系统,将上述研究内容所用到的处理算法整合到该系统中,自动输出处理后的点云图像,并计算出植株的高度数据。该植株高度测量研究方法相较于现有的测量方式,具有操作简单,测量环境要求低,装置价格低等优势。