古建筑測繪是對歷史建筑現狀記錄的方法之一，通過對建筑物進行測量，并以一系列圖紙予以表達。在傳統古建測繪中，利用尺子和水平管等工具量取建筑物平面、立面或剖面特征點的位置，以及相應特征線的距離，進而利用古建筑設計和現狀的幾何關系繪出線性特征圖。在圖紙繪制的過程中，根據建筑物的建造規(guī)律，對實際測量的數據進行簡化和歸納，而對于建筑物的一些實際偏差如變形、缺損、加工差異等均被人為加以糾正。這樣的測繪被稱為“法式測繪”，即按照營造法式繪制理想狀態(tài)的建筑圖。然而，法式測繪對于大量民間地方歷史建筑遺存很難適用。隨著科技的發(fā)展，古建筑精密測繪技術不斷進步，GPS、全站儀、攝影測量和測量機器人等相繼加入，改進并豐富了測量手段，而三維激光掃描技術的出現，無疑把古建筑精密測繪從單點或多點定位測量，提高到了密集點云數據采集的新高度。

　　三維激光掃描技術，是上世紀90年代中期出現的一項高新技術。它是測繪領域繼GPS空間定位技術后的又一次技術突破。近幾年來，該技術被廣泛地應用到文化遺產保護領域。它可以在不接觸對象本身的前提條件下，快速地獲取物體表面包含外觀尺寸、形態(tài)特征、顏色紋理等信息的三維點云數據。

　　基于三維激光掃描技術的測繪，是采用動態(tài)GPS技術全局定位和控制點設定，全站儀整體誤差控制、三維激光掃描儀數據采集、計算機軟件測量及手工補充測量為一體的古建筑精密測量技術。

　　由于城墻整體結構較為復雜，且大部分被民房遮擋，周邊測量環(huán)境較差，項目組采用了古建筑精密測量技術。

　　根據測量對象不同，各種測量手段的精確度及工作效率都不相同。同時還可以看出三維激光掃描在對大多數對象測量中，相對而言最穩(wěn)定，精確度及工作效率都相對較好。而對于極個別測量對象，傳統手工測量或全站儀測量在精確度及工作效率上優(yōu)于三維激光掃描。

　　計算機軟件測量

　　將現場三維掃描的數據在點云處理軟件中進行點云預處理、去噪、抽稀、多站數據配準、拼接、融合、除冗等一系列優(yōu)化處理后，得到可進行測量剖切的城墻三維數字模型。數據測量的部分采用了AutoCAD軟件平臺的點云測量插件Pointools，在該軟件中只需點選任意兩點即可獲得其多項尺寸，對城樓的木質構件測量比手工測量更顯方便快捷，如梁架的厚度、立柱的直徑等尺寸都可在瞬間得到。

　　手工測量

　　手工測量在某些空間狹小的區(qū)域，有一定優(yōu)勢，對于不存在架設三維掃描基站的區(qū)域，項目組采用手工測量的方式來完成，作為整體測繪的補充數據。

　　測量精度與點云分辨率的取舍

　　三維激光掃描得到的點云數據量較為龐大，現有的民用計算機硬件不能快速完成數以億計的數據計算，針對該情況制定了點云數據優(yōu)化的方案，對海量數據進行了科學的取舍，在保證單站測量精度不超過5毫米，整體拼接精度不超過1厘米的前提下，大量減少點云數據量，以保證后續(xù)工作的高效進行。

　　除對部分垛口、城樓構件及少數城窯的手工測量是在現場進行外其余測量工作均在計算機中進行，即對測量掃描點云數據進行精確測量。

　　基于三維數字模型的信息提取

　　在得到城墻三維數字模型的基礎上，依據不同的需求將其最大化利用才是測繪的重點。信息提取全部在計算機中完成，借助計算機軟件輕松獲得郭峪城墻的各項尺寸，通過不同位置及方向的剖切、映射，生成剖面圖、平面圖和立面圖。

　　數據分析

　　三維數字模型能進行客觀準確的數據分析，這是以往測繪方法所不能及的。高度密集的點云數據，可充分表現城墻的細節(jié)特征，為對象數據分析的可靠性提供了保證。如城墻細微的沉降、開裂、酥堿、風化及鼓脹變形等城墻常見病害的分析，在條件允許的情況下還可對病害較為嚴重的古城墻進行跟蹤監(jiān)測，及時發(fā)現問題，第一時間對其進行科學保護。

　　基于三維激光掃描技術的精密測量是采用多種測量手段相互配合的測量方法，相比傳統的測量方法具有精確度高、測量速度快、測量成果全面等優(yōu)勢，突破了過去的單點測量模式。以計算機軟件對被測物體高精度三維模型量測的方式完成測量工作，極大地降低了現場測量的難度。在完成測繪任務的同時，獲取了完整的三維數字模型，可為以后的研究保護提供永久的數據資料，三維模型還可用于對象的虛擬展示、向廣大公眾傳播文化遺產知識。隨著技術的不斷完善，三維掃描技術在古建筑測繪中的應用將有著廣闊的前景。