森林在维持地球生态系统平衡方面起着无法替代的作用,是地球生物圈中不可获取的一部分。准确测量森林中各单木的结构参数对于可持续的森林管理十分重要,而所有结构参数的测量都是对单木进行的,因此单木识别在林业上有着不可估量的意义。机载激光雷达不仅可以直接、快速、精确地获取目标物体的三维空间坐标,而且具有很强的植被穿透能力,可以获取到植被内部的位置结构,这为准确提取森林结构参数提供了有力的技术支撑。本文基于机载激光雷达数据,围绕单木分割,进行算法设计及系统构建,主要研究内容与成果如下:(1)基于机载激光雷达数据的单木分割算法研究:本文利用树木的点云分布特征,根据树冠轮廓的变化趋势,提出了一种基于点云三维特征分布的单木分割算法,实现了无需先验知识自动地对森林单木株数和分布位置的准确分割。相比于当前大部分需要先验知识或手动设置阈值才能进行的单木分割算法,本算法适用性更强。在上库力农场农林交错带、五道沟林场和阿尔卑斯山脉等区域对本文提出的单木分割算法进行了验证,结果表明本算法有效地分割出了单木,具有较强的适用性,总体提取率均方根值为0.95,F_Score的均方根值为0.73。通过对比不同林相、不同林型和不同林分密度的分割结果,发现本算法在针叶林和林分密度小于300株/ha的单层单一林型中分割效果最好。论文还基于阿尔卑斯山脉研究区的公开数据集,综合比较了本文提出的单木分割算法和另外九种常用的单木分割算法的分割结果,发现本文提出的单木分割算法的精度和稳定性最好。(2)基于Web的单木分割系统的构建与开发:以本文提出的单木分割算法为核心,结合单木分割算法实际应用的需求,遵循相应的设计原则,设计并开发了一款基于Web,集合点云数据三维显示、剪裁、滤波、归一化、单木分割、精度评价和用户结果管理等功能于一体的单木分割系统。并利用实验数据,对本系统的各个功能进行了测试和展示,运行结果表明本系统具有良好的交互性,且能满足单木分割的实际应用需求。