本发明提供一种基于八叉树和边界优化的机载点云屋顶平面分割方法，进行基于八叉树的多尺度初始平面片提取，包括根据八叉树的数据结构将无序列点云根据空间位置迭代地划分为不同尺度的平面片，并从中选择出具有平面性的平面片，作为数据预处理所得初始平面片；通过分层聚类将初始平面片根据相邻关系和参数相似性进行聚合形成初始平面；基将没有归入平面片的点，通过区域生长合并到初始平面中；基于能量最优化的平面边界点重分类，包括通过能量函数将平面边界点重分类问题转换为能量最优化问题，优化区域生长所得平面边界，得到最终平面分割结果。本发明解决在点云平面分割中区域生长的种子点鲁棒性差和边界不准确的问题，得到最优的平面分割结果。