在我国高速发展的今天,道路建设已经成为我国经济建设、综合国力的重要指标,公路、铁路建设的快速发展,尤其是全国范围内的高速公路网以及省级、市级公路的快速新建和改扩建,使得施工单位面临着勘测周期的缩短、任务加重,以及复杂的地形勘测等各类难题。机载激光LiDAR技术可以快速、高效的获取大范围、大批量的高精度三维点云信息,能够在很大程度上改善我国公路行业建设过程中基础数据的获取和道路设计特征点、线的提取,最近几年更是得到了广泛的应用,跟传统的测量手段相比较来说,基于机载激光LiDAR点云数据生成的DEM模型,提取道路设计过程中的特征点线面等问题,具有非常明显的优势。本文主要工作和研究内容有:(1)介绍了我国目前道路网的快速发展、道路测量中遇到的现实问题以及道路勘测中对测量效率和速度的要求,探讨了目前国内外在新建道路或者改扩建道路设计中点线面提取的方法。(2)全面的介绍了机载激光LiDAR的系统组成部分,国内外在这方面的研究情况,比较了机载激光LiDAR技术与航空摄影测量的优缺点,并介绍了机载激光LiDAR技术的几个主要应用领域。(3)探讨了机载激光LiDAR点云数据处理中对分块道路的几种常用滤波方法,并对实验结果进行了分析,基于坡度的滤波方法在分块道路点云上的滤波效果最好;利用约束TIN边长的方法和点云聚类法实现道路点云的提取。研究了三次样条函数插值法的空洞修补和三角网生长的方法进行道路的三维建模。(4)基于道路的三角网模型,运用Alpha Shapes算法实现道路点云的边界线提取,研究了使用三次B样条曲线拟合法对道路边界点云进行数据拟合,提取道路边界线及道路中线。研究了基于TIN模型的线性内插算法,依据道路中线直接在三维模型上内插出纵断面,用等间距采样法内插得到横断面图,并根据我国道路设计纵横断面的要求,分析了结果的精度。