本发明提供了一种三维点云上采样方法、系统与装置，包括：将三维点云划分为能覆盖所有点的固定点数可重叠点云块；根据点云块中点坐标提取层次化特征；利用多尺度热核图卷积对提取的所述层次化特征实现点集特征扩展；从所述扩展特征重建上采样的三维点云中点坐标。本发明能够对空间稀疏非均匀分布的三维点云进行不同精细粒度的细节信息增强，同时对潜在的噪声扰动与局部形变具备良好的稳定性。与现有方法相比，能够促进上采样稠密点云空间分布的均匀性，保证了对于目标物体几何结构的精确表示，获得性能提升。