随着我国节能减排政策的深入实施,对林业碳汇计量的准确度提出了更高的要求,对单体树木体积的精确计算也随之增强。针对树干与树枝分叉部位因测量不充分所引入的体积模型误差,从而导致单体树木碳汇计量结果的不准确问题,本文提出采用三维激光扫描技术对标准树枝样本进行扫描测量,结合Alpha-Shapes分段改进算法,有效地减小了树木枝杈部的体积测量误差。主要研究内容如下:（1）在对国内外树木三维测量技术进行了充分的调研、重点对三维激光扫描技术进行了深入研究分析的基础上,针对树木枝杈部体积计算的特殊性,提出了本文的研究方案。采用激光三维扫描仪对标准枝杈样本进行扫描测量实验,获得点云数据,然后,利用Alpha-Shapes算法计算出三维模拟树枝的点云边缘轮廓并进行三维重建,并通过分段算法对数据进行体积分割计算,最后用AlphaShapes算法计算各个分段体积并进行累加,以此实现对树枝模型体积的测量。（2）使用体积值精确已知的、不同直径的标准塑料直管段、三通管段和四通管段来模拟枝杈部的分叉情况并通过对真实树枝的实验进行验证,实验充分考虑树枝不同分叉情况和检测精度等问题,并针对最合适的半径α值与分段高度β值进行了探究,通过与标准数据的对比获得所测量样本的体积模型误差值。（3）结合测量数据,对Alpha-Shapes分段改进算法在三维模拟树枝体积计算中的测量结果的不确定度进行计算分析,并充分考虑了各个因素的影响来源,并通过设计、理论分析等得出各不确定度分量的数值,最后得出相对扩展不确定度为1.28%（k=2）,符合预设技术指标要求。论文的研究表明,通过三维激光扫描技术对树枝部分进行点云数据采集并应用Alpha-Shapes分段改进算法进行体积计算,在树枝体积计算领域的应用既延伸了Alpha-Shapes算法的思路,又是补充了树木体积检定的不足之处,既在体积检定上实现了难度减小,又对测量精度有适当提升,研究结果可作为树枝树干结构进一步体积计算的研究基础。