激光雷达扫描系统通过激光主动探测,可以快速获取目标物体表面的三维空间信息数据,是现代测量技术的新手段。激光雷达点云数据的三维重建在逆向工程、城市规划、古建筑物保护、变形监测、虚拟化等领域的应用越来越频繁,对点云数据的三维重建也已成为研究热点。但是市场上的激光雷达系统普遍价格高昂,激光雷达的普及率依然较低。针对这一现状,本文以自行研制的地面激光雷达硬件设备为依托,设计了一套软件系统并实现完成了点云数据的采集和三维重建。本文首先研究了地面激光雷达系统的结构组成、测距系统的原理和扫描仪的扫描方式,对激光雷达硬件系统进行了分析。然后结合点云数据的结构特点,对点云数据的处理流程进行了介绍,并对点云数据的三维重建涉及到的数据处理进行了研究。接下来,在Window操作系统下,利用Visual Studio2010集成开发环境设计了采集软件,实现了软硬件间的USB数据通信,激光雷达扫描仪的自检、扫描控制和状态监视,完成了点云数据的采集和保存,利用OpenG L实现了点云数据的实时三维显示。最后,设计了三维重建软件,以地面激光雷达点云数据为处理对象,主要实现了：点云数据文件的读取和存储,对点云数据进行搜索,估计点云数据的表面几何特征,根据法向量和曲率变化对点云数据进行关键点提取,根据关键点的点特征直方图信息进行点云配准,对点云数据进行去除离群点和下采样滤波,点云数据的三维重建和可视化的功能。