重建林木的三维模型在林业应用方面具有重要作用,林木的测树因子以及外形尺寸等特征信息的获取,是现代化精准林业测绘以及资源调查过程中不可或缺的环节,同时可以为精准植保和林间导航提供依据。采用手持3D激光雷达环形扫描方式获取林木三维点云信息,进而提取林木测树因子以及外形尺寸等特征信息。在不损伤林木的前提下,手持三维激光雷达扫描技术是一种新型的测绘技术,可以准确、快速、高效地获取林木的三维点云数据。本文基于三维激光点云数据采集系统,该系统融合了 3D激光雷达与IMU惯性测量单元的数据,实时完成林木三维点云数据帧间匹配。在不同试验区域内,利用铝制杆手持三维激光点云数据采集系统设备以闭合回环形式对试验区域内林木进行扫描,获取试验区域内林木三维点云数据信息,利用MATLAB软件对获取的林木三维点云信息进行离线分析处理。利用MATLAB软件解析可视化林木的三维点云数据文件,将地面点云与林木点云有效分离并去除地面点云,对树干数据聚类分析。利用最小二乘法拟合圆和Alpha Shape两种不同算法提取树干胸径特征,将提取得到树干胸径测量值与真实值对比分析,对比分析可知,基于三维激光点云数据采集系统实现无损检测林木胸径,利用最小二乘法拟合圆算法对去除异常点的树干点云数据求取胸径,其平均绝对误差在3cm范围内,准确度90%以上。