中國(guó)是文明古國(guó)，有著源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的文化歷史，也留下了無(wú)數(shù)物質(zhì)遺產(chǎn)，其中就包括眾多歷史建筑，包括故宮等。對(duì)于這些古建筑，想要保護(hù)修繕?biāo)鼈儾⒉蝗菀?，既不能破壞古建筑的文物價(jià)值，又要對(duì)其進(jìn)行修繕，單單就是古建筑精密測(cè)量與建模、文物保護(hù)的數(shù)字化檔案存儲(chǔ)和可視化建模展示等就是個(gè)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(yùn)用激光雷達(dá)。

激光雷達(dá)用于古建筑精密測(cè)量與建模，屬于測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)精密測(cè)量領(lǐng)域。利用這一技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)文物保護(hù)的數(shù)字化檔案存儲(chǔ)和可視化建模展示，社會(huì)效益深遠(yuǎn)。利用三維激光雷達(dá)掃描技術(shù)定期對(duì)重點(diǎn)建筑物進(jìn)行定期觀測(cè)，可以研究古建筑物的變形情況；運(yùn)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(jìn)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(zhǔn)儀量取建筑的平面、立面或剖面的特征點(diǎn)的位置和相應(yīng)特征線的距離，進(jìn)而繪出線性特征圖；比較先進(jìn)些的方法主要是運(yùn)用GPS、全站儀或者是測(cè)量機(jī)器人等儀器量測(cè)來(lái)獲取特征點(diǎn)和特征線；還有一種方法是采用近景攝影測(cè)量的方法，運(yùn)用攝影測(cè)量的原理來(lái)獲取物方點(diǎn)的三維坐標(biāo)，從而提取建筑物的線性特征。這些方法在實(shí)際應(yīng)用中都各有優(yōu)缺點(diǎn)。

前兩種方法運(yùn)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(dá)古建筑立面、平面、剖面的復(fù)雜特征，并且耗費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)。后一種方法的特點(diǎn)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(cè)相機(jī)，并且受到現(xiàn)場(chǎng)的客觀條件的限制，而且還會(huì)出現(xiàn)樹木遮擋之類的問(wèn)題。

傳統(tǒng)的記錄古建筑內(nèi)部大木結(jié)構(gòu)的方法，是用拍照和拉皮尺進(jìn)行量測(cè)和記錄。但是一般古建筑的大木結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，使用傳統(tǒng)方法獲得大木結(jié)構(gòu)的實(shí)體曲面模型是一件相當(dāng)困難和耗時(shí)的工作。

而運(yùn)用三維激光雷達(dá)掃描技術(shù)，能夠在很大程度上輕松解決這些技術(shù)難點(diǎn)。激光掃描儀通過(guò)運(yùn)用激光束從被發(fā)射到激光束到達(dá)被測(cè)物體再被反射回掃描儀的時(shí)間差，得到掃描儀到被測(cè)物體的距離，再運(yùn)用連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的用來(lái)反射脈沖激光的鏡子的角度值得到被測(cè)物體的三維坐標(biāo)。然后利用三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)和相應(yīng)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(lái)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(lái)制作平面圖和剖面圖。

利用激光雷達(dá)技術(shù)提取古建筑的線性特征所運(yùn)用的是逆向工程的理論?，F(xiàn)有的建筑測(cè)繪是應(yīng)用常用的測(cè)繪儀器（如測(cè)量機(jī)器人、全站儀等）正向地提取現(xiàn)有建筑物的特征點(diǎn)，然后畫出建筑物的線性特征；而激光雷達(dá)掃描技術(shù)是通過(guò)非接觸式掃描來(lái)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(yùn)用點(diǎn)云模型來(lái)建立建筑物的實(shí)體模型，是在得到建筑物整體模型的前提下來(lái)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(guò)程。

激光雷達(dá)數(shù)據(jù)獲取了建筑物表面每一點(diǎn)的三維坐標(biāo)，所以提取的線性特征上的每一點(diǎn)也具有真實(shí)的三維坐標(biāo)，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(shù)在古建筑的維護(hù)和重建方面擁有了寬廣的應(yīng)用前景。