谷子是我国古老的栽培作物之一,具有营养价值高、抗旱耐贫瘠等优势特点。作物表型是基因与环境相互作用产生的结果,获取其表型性状在一定程度上可了解基因与环境对作物的产量、品质与抗逆性等特性的影响。现阶段针对于旱作条件下的杂粮谷子三维空间信息进行表型测定的研究较少,传统的二维图像中储存的信息不能够全面地表示作物的形态、角度、位置等空间特征,通过作物的三维模型可以获取作物的重要参数,如作物生长状态、生物量估计值、高度、形状、养分供应和健康状况。因此本文提出一种基于三维模型对谷子表型特征进行测量与分析的方法,并对其展开研究。本研究首先采用了将基于运动恢复结构的稀疏重建和基于面片的多视角立体几何相结合的方式,对三个不同品种的谷子各品种每个生长时期选取9个样本,三个时期共81个样本进行三维重建,得到其相对应的三维模型;接着使用条件滤波和统计滤波相结合的方式,去除拍照过程中由于人为因素以及其他因素影响产生的噪声点;最后通过去噪后的谷子点云模型对其进行株高、叶面积农艺性状的测量,并将测量值与人工测量的真实值进行回归分析。对三个谷子品种表型的株高、叶面积间的差异进行比较、分析,以及对三维测量及二维测量的结果进行对比分析。主要结果与结论如下:（1）间隔角度对点云精度的影响对谷子进行三维重建时,通过对比不同拍照间隔角度对模型的重建时间以及重建精度的影响可知,当拍照间隔角度为5°时,对谷子进行三维重建的重建精度及时间最佳。（2）谷子的表型测量与差异分析通过对谷子株高、叶面积的测量值与真实值之间进行回归分析可知,其决定系数R2均高于0.94,表明使用本文方法对不同时期、不同品种谷子进行高通量测量是切实可行的。通过对不同品种谷子的株高、叶面积进行品种间差异分析发现,大白谷、晋谷21、原平小谷叶面积间的差异是由品种差异造成的;大白谷与晋谷21、原平小谷株高间的差异是由品种差异造成的,然而原平小谷与晋谷21株高间的差异是由其他因素造成的。（3）2D测量与3D测量的对比结果通过对比三个不同品种谷子农艺性状的二维、三维测量结果与真实测量结果间的相关性发现,三维测量结果受其他因素干扰较小,相关性更高。