架空输电线路覆盖范围广且大多穿越自然环境恶劣、地形条件复杂的区域,对新时期输电线路安全巡检及监测技术提出新的挑战。机载激光雷达（Light Detection and Ranging）系统能够快速获取高精度、高密度的输电线路三维空间信息--点云数据,具有效率高、无线损、非接触等优势,弥补了传统人工地面巡检的缺陷,已成为输电线路智能化巡检研究的热点。尽管国内外学者开展了大量的激光雷达电力巡检工程试验和理论研究并取得了显著的进展,但仍存在信息提取精度不够高、数据挖掘和应用不够全面等问题。因此,论文联合主动遥感技术、电工技术和气象学等多个学科相关的理论与方法,面向机载激光雷达输电线路运行安全监测需求,聚焦输电线精细提取、输电线模型重建、输电线工况模拟和状态监测等关键技术开展研究,进一步提高机载激光雷达电力巡检结果的可靠性和应用价值。主要研究内容和结论如下:（1）提出了两种激光点云输电线精提取方法。根据输电线空间特性,提出了两种激光点云输电线精提取方法,包括激光点云输电线精提取模型残差密度聚类法和激光点云输电线精提取改进K均值聚类法。通过将输电线三维点云分割转换为二维模型残差聚类,削弱了输电线提取结果对点云连续性和完整性的依赖,有效解决了数据缺失、点云噪声等背景环境下激光点云输电线精细提取问题,同时对分裂导线提取仍具有较高的精度。实验结果表明两种方法单根输电线提取精度均在95%以上,残差密度聚类法通过引入无需类别数目输入、任意形状类簇识别的密度聚类算法,具有自动化程度高、普适性好的特点;残差改进K均值聚类法通过距离约束的初始样本点选择、拐点法聚类数目确定和噪声点自动识别等原始K均值聚类算法的改进策略,具有操作简单、抗噪性强的优势。（2）改进了输电线几何模型参数求解方法。点云数据、模型选择和参数求解是影响输电线三维模型重建效果的主要因素。论文通过模型选择方案讨论和参数求解方法改进两个方面,提高了激光点云输电线模型重建精度。实验结果表明本文提出的抛物线-抛物线方程对风偏环境激光点云输电线模型重建具有较高的精度和效率,已有直线-抛物线和直线-悬链线方法对无风偏环境激光点云输电线模型重建具有较好的适用性,且直线-抛物线方程性能更佳;改进的随机采样一致性模型参数求解方法同时兼顾效率和精度优势,噪声环境下激光点云输电线模型重建中误差最小值为7.06,平均误差最小值6.15cm,最大误差最小值19.10cm。（3）建立了输电线典型工况模拟方法。基于静态激光点云输电线空间模型和气象条件作用于输电线的力学机理,建立了高温、覆冰和大风三种典型工况环境下输电线形态模拟方法,针对无风偏工况输电线形态模拟精度验证存在实测值获取精度低、参考值样本容量不够等不足,设计了一种基于两期激光点云输电线工况模拟精度评定交叉验证法。结果表明:无风偏工况两期激光点云交叉验证法精度评定方法可行且结果可靠,激光点云输电线无风偏工况模拟中误差最大值为0.027,平均误差最大值为0.036m,最大误差最大值为0.171m,克服了传统工况模拟精度不高、效率低等问题。（4）形成了输电线运行状态监测技术流程。综合激光点云输电线提取、激光点云输电线模型重建和激光点云输电线工况模拟等研究内容,通过监测指标及等级划分、净空距离监测方法、覆冰厚度监测方法和水平应力监测方法等研究,建立了机载激光点云输电线路运行状态监测技术流程。该技术流程能基于静态激光点云数据实现动态气象环境下输电线路缺陷监/检测,解决静态激光点云对输电线路实时运行状态监测能力不足的技术难题。通过上述研究工作,提高了静态点云数据输电线提取和模型重建精度,建立了高温、大风和覆冰典型工况环境下输电线形态模拟方法,完善了输电线安全运行状态监测技术流程,为激光雷达技术输电线路巡检与应用提供研究思路和理论参考。