本发明适用于冰形测量技术领域，提供了一种结冰三维外形在线测量方法及测量装置，本发明将特定波长的线激光投射到结冰物面上，相机捕获多个不同波段光谱响应的调制激光图案，得到结冰物面反射的不同波段激光下的图像，经过对多张不同波段激光下的图像进行处理，剔除各个图像中的过曝像素，并保留各幅图像中对应位置上的不饱和像素中的像素值最大的像素值，再由保留下来的各个像素值融合成最终的结冰面图像，解决了明冰和混合冰对可见光反射率极低，摄像机难以得到清晰的光条图案，导致测量精度偏低的技术问题。本发明的测量装置和测量方法测得的结冰冰形图像对比度高、测量精度高，可以实现对结冰三维生长的原位在线测量。