为提升单木胸径三维点云非接触式测量的便利性和精度，提出一种基于三维点云建模的单木特征参数提取与检测方法.首先，采用IMAGER　5010陆地式三维激光扫描仪获取单木多方向点云数据，并采用最近点搜索法实现多方向点云配准；其次，结合统计滤波和几何滤波滤除大尺度点云噪声，采用改进的双边滤波算法消除小尺度点云噪声，再通过包络网格法进行点云数据精简；然后，通过蚁群算法对单木胸高处的散乱点云进行优化排序；最后，对胸高处的排序点云进行三次B样条轮廓线拟合及单木胸径计算.实验结果表明，本方法可有效实现多方向点云配准和滤除不同尺度点云噪声，蚁群算法可以较好地逼近全局最优解、收敛效率高，采用蚁群算法对胸高处散乱点云优化排序后，单木胸径的测量精度和稳定性都得到较好的提升，测量相对误差均在技术规定的1.5%以内，可实现单木胸径的远距离非接触式快速精确测量.