本文围绕船载三维测量系统点云数据以及水上水下数据一体化工程应用开展研究,在分析船载三维测量系统数据采集方式和数据自身特点的基础上,重点对船载点云数据的组织索引、可视化、水上水下地形整体合成等技术进行研究,并做了较为系统地实验和分析,构建了点云数据处理与可视化软件系统。本文主要工作与创新点如下:1.从船载三维测量系统的系统组成入手,分析船载三维测量系统数据采集方式,从数据量、信息特点、空间特征等方面对船载点云数据的特点进行定量化分析,为后续处理和应用奠定基础。2.提出一种自适应规则格网与KD树混合索引的点云数据组织方案,并结合瓦片搜索算法,获取可见区域内点云数据的索引,进而实现点云数据的快速可视化。3.提出一种基于船载点云数据的水上水下分界线提取算法。结合船载三维测量系统采集到的岸上点云数据在沿水上水下分界线方向上的特征,实现了水上水下分界线的粗提取。在此基础上,采用最近邻均值优化算法和概率均值优化算法对水上水下分界线进行精提取,分别实现水上水下分界线的精提取,实验结果表明两种优化算法均能有效地提高水上水下分界线提取的精度。4.根据精提取的水上水下分界线数据,结合多波束测深仪采集的水下河底数据,提出一种基于空间引导线的点云数据拼接插值算法。通过匹配水上水下分界线与河底数据的边缘点,明确空间引导线的两端点,进行空间数据点插值,实现航道地形的整体拼接。最终,基于合成的整体航道进行航道的水面下表面积、蓄水量以及填挖土方量等空间分析。5.根据船载点云数据处理与可视化的实际需求,结合多线程显示绘制,设计实现了点云数据处理与可视化软件系统,具备点云数据读写、快速可视化以及水上水下分界线提取与航道地形水上水下一体化合成的功能,可基本满足实际工程需要。