本发明涉及一种基于主方向估算的3D岩体点云特征面提取方法。本发明主要包含3个阶段：(1)基于体素的聚类；(2)基于高斯核的主方向估算；(3)特征面提取。首先，利用空间二级网格将点云快速体素化并聚类成三种体素：共面体素、不共面体素和稀疏体素；然后对共面体素，使用二维高斯核自动估算点云特征面的主方向；最后根据主方向寻找种子体素，使用基于体素的区域增长，实现特征面的自动提取，得到多组特征面，并且每组特征面内的子特征面共面或平行。本发明适用于大场景岩石激光扫描点云的特征平面提取，可以高效、准确的提取岩体点云中的特征面。