中國是文明古國，有著源遠流長的文化歷史，也留下了無數(shù)物質遺產(chǎn)，其中就包括眾多歷史建筑，包括故宮等。對于這些古建筑，想要保護修繕它們并不容易，既不能破壞古建筑的文物價值，又要對其進行修繕，單單就是古建筑精密測量與建模、文物保護的數(shù)字化檔案存儲和可視化建模展示等就是個大難題。而這些難題隨著科技的日益發(fā)展，已經(jīng)可以得到有效的解決，這里面就少不了運用激光雷達。

激光雷達用于古建筑精密測量與建模，屬于測繪科學與技術精密測量領域。利用這一技術，能實現(xiàn)文物保護的數(shù)字化檔案存儲和可視化建模展示，社會效益深遠。利用三維激光雷達掃描技術定期對重點建筑物進行定期觀測，可以研究古建筑物的變形情況；運用貼好紋理的模型制作虛擬建筑群，讓普通人足不出戶就可以進入虛擬空間游覽著名古建筑……

傳統(tǒng)方法之一是利用鋼尺和水準儀量取建筑的平面、立面或剖面的特征點的位置和相應特征線的距離，進而繪出線性特征圖；比較先進些的方法主要是運用GPS、全站儀或者是測量機器人等儀器量測來獲取特征點和特征線；還有一種方法是采用近景攝影測量的方法，運用攝影測量的原理來獲取物方點的三維坐標，從而提取建筑物的線性特征。這些方法在實際應用中都各有優(yōu)缺點。

前兩種方法運用的工具比較容易獲取，但獲取的建筑物的立面信息比較少，不能很好的表達古建筑立面、平面、剖面的復雜特征，并且耗費的時間較長。后一種方法的特點是建筑物立面信息獲取比較豐富，但該方法需要用專用的量測相機，并且受到現(xiàn)場的客觀條件的限制，而且還會出現(xiàn)樹木遮擋之類的問題。

傳統(tǒng)的記錄古建筑內部大木結構的方法，是用拍照和拉皮尺進行量測和記錄。但是一般古建筑的大木結構比較復雜，使用傳統(tǒng)方法獲得大木結構的實體曲面模型是一件相當困難和耗時的工作。

而運用三維激光雷達掃描技術，能夠在很大程度上輕松解決這些技術難點。激光掃描儀通過運用激光束從被發(fā)射到激光束到達被測物體再被反射回掃描儀的時間差，得到掃描儀到被測物體的距離，再運用連續(xù)轉動的用來反射脈沖激光的鏡子的角度值得到被測物體的三維坐標。然后利用三維點云數(shù)據(jù)和相應的建模軟件制作出三角網(wǎng)模型和Nurbs模型，最后利用這兩種模型來提取古建筑的線性特征。用三角網(wǎng)模型制作立面圖；用三角網(wǎng)模型和Nurbs模型來制作平面圖和剖面圖。

利用激光雷達技術提取古建筑的線性特征所運用的是逆向工程的理論?，F(xiàn)有的建筑測繪是應用常用的測繪儀器（如測量機器人、全站儀等）正向地提取現(xiàn)有建筑物的特征點，然后畫出建筑物的線性特征；而激光雷達掃描技術是通過非接觸式掃描來快速、高密度、高精度地獲取建筑物表面的三維數(shù)據(jù)，然后運用點云模型來建立建筑物的實體模型，是在得到建筑物整體模型的前提下來描繪或者剖取建筑物的線性特征，與其它方法相比是逆向的過程。

激光雷達數(shù)據(jù)獲取了建筑物表面每一點的三維坐標，所以提取的線性特征上的每一點也具有真實的三維坐標，這是目前現(xiàn)有的所有方法所不能相比的。這些特性使得三維激光掃描技術在古建筑的維護和重建方面擁有了寬廣的應用前景。