海岸线是陆海分界线,是海图与地形图中均不可或缺的重要线状地形要素。全面、快速、准确地测定海岸线位置、性质及其动态变化,是地形图测图、海道测量、海岸带调查与海岸演变研究等的重要内容。LiDAR是海岸带与海岛礁测绘的一种新兴技术和手段,代表着海岸带测绘发展的新方向,其能够快速获取高密度、高精度的三维点云数据,为海岸线的精确测绘提供了数据基础。与人工实地测量、遥感影像判绘等海岸线测量手段相比,LiDAR技术条件下的海岸线确定方式无论从理论上或是从技术方法上均存在本质的差异。目前国内相关的研究刚处于起步阶段,但仅限于应用国外学者提出的算法从LiDAR点云中提取海岸线,很少或没有涉及基于潮汐基准面海岸线定义的全面扩展及针对中国复杂潮汐情况下海岸线高程的计算,同时也没有对海岸线提取方法进行更深入的研究。本文将以海岸线定义、海岸线提取方法及海岸线提取实践为主线,构建基于LiDAR数据的海岸线提取的理论与技术方法体系。主要工作和创新如下：1、简要介绍了LiDAR技术与标准LAS数据格式,以机载或船载LiDAR点云数据为例,叙述其粗差剔除与滤波等预处理方法。2、针对目前我国海岸线定义及位置确定不明确的问题,在总结分析海岸线定义的多样性及其分类的基础上,探讨了我国海岸线定义存在的问题,指出以痕迹岸线为主的定义方式,是受限于测绘技术和手段不得以而为之,但该定义方式使得岸线测定受主观因素影响大,且不满足测绘学对地形要素几何和物理意义准确唯一表示的基本要求。同时通过研究国外海岸线测绘的发展历程,总结出海岸线的定义必定经历由基于可视可辨认的主观确定到基于潮汐面的客观确定,并结合我国海域的潮汐情况,认为海岸线应为平均大潮高潮面与海岸的交接线,即平均大潮高潮线。这也与LiDAR技术条件下海岸线应采用基于潮汐基准面的定义方式相统一3、针对平均大潮高潮面概念只存在于半日潮类型海域的问题,从潮差变化规律角度,将“大潮”概念由海洋潮汐学上局限于半日潮类型的朔望大潮,扩展包含日潮类型的回归大潮。据此实现了“平均大潮高潮面”概念的完善。设计了基于实测水位数据的统计算法,通过潮汐最复杂的无潮点附近的仿真站点,以特征潮位面空间连续平滑变化为基本要求,选择确定平均大潮高潮面为统计算法中的大潮平均高高潮位。我国沿岸50个长期验潮站实测水位数据的计算与统计表明,平均97%的水位在平均大潮高潮面下,这符合海岸线最基本的内涵“海岸线是划分喜盐生物与淡水环境生物的界线”。4、针对国外的等值线追踪法与图像分割法等海岸线提取方法对点云滤波分类要求高,且易受DEM误差影响的缺点,提出了图像分割改进方法,实例分析表明,提出的改进方法省略海岸DEM/海岸DSM的构建,避免了其在构建过程中误差的影响,既提高了岸线提取的效率,也使得提取的海岸线更可靠、形态更平滑,而且在较大程度上减少了海岸线后期编辑处理的工作量。通过四个不同类型海岸的实例,证明了图像分割改进法的通用性与普适性。5、针对图像分割法及其改进算法无法同时提取其他辅助岸线要素的缺点,在继承图像分割改进法中对于滤波分类以及直接对LiDAR点云数据处理思想的基础上,提出了点云栅格化法,直接对点云进行数据处理,通过点云栅格化步骤将点云转为以灰度描述高程的栅格数据,再矢量化跟踪等高线实现海岸线的提取。实例表明,栅格化法提取的海岸线形态合理、可靠,且只需极少的人工编辑：处理,在精度上与图像分割改进方法相当。但在提取多种辅助岸线要素时,效率上更优异。通过四个不同类型海岸的实例,证明了点云栅格化法的通用性与普适性。6、针对目前LiDAR点云数据处理软件较为落后,目缺少海岸线提取功能等缺点,基于ArcGIS Engine,设计了海岸线提取模块,基于本文在平均大潮高潮面概念完善与算法设计的研究成果,实现了由水位数据统计平均大潮高潮面的功能,以及基于等值线追踪法、图像分割改进法与栅格化法等的海岸线提取功能。基本实现了LiDAR点云数据的读取与显示、预处理、DEM和栅格数据的构建、海岸线的提取等功能。