随着沿海地区旅游业的快速发展和人们生产水平的提高,海洋污染逐渐成为一个日益突出的话题。贝壳、珊瑚礁等海洋资源遭受严重的破坏,海洋环境遭到赤潮的严重污染,直接影响到了人们的生产生活。因此,实现对海洋生物的生长监测和赤潮现象的预警,对海洋的保护有着重要意义。本文基于沙姆激光雷达技术,自主研发出了水下轮廓测量系统和赤潮荧光光谱测量系统,能够分别实现海洋生物的轮廓检测和赤潮的预警监测。考虑到光波在空气-水界面的折射现象,建立了水下轮廓检测系统的折射校正理论。基于水下轮廓检测系统首先对鸟尾蛤科贝壳、砗磲科贝壳以及珊瑚枝进行了预实验,证明了系统高精度的优势。接着同步测试了放置于不同距离处的两枚鸟尾蛤科贝壳,验证了系统大景深的性能。基于赤潮荧光光谱测量系统对常见的有毒藻——球形棕囊藻进行了测试。为了模拟球形棕囊藻在赤潮期的浓度变化,按比例配置了七种浓度的藻液。结合相关算法分析了荧光光谱曲线,建立了预测准确率达100%的球形棕囊藻的浓度预警模型,验证了系统的可靠性。