古木建筑遗产传承璀璨文化,是我国最重要的一类不可移动文物。如何面向不同阶段的不同保护需求,高效准确记录以构件尺寸为典型代表的古木建筑遗产现状,是其安全性能评估与提升以及历史文化传承的重要基础。本文面向古木建筑遗产保护与发展的关键难点问题——高效、高精度获取典型构件多层级参数化数学模型的特征参数(即多LoD数学模型特征参数),以宋式斗栱典型构件为基本研究对象,重点研究了宋式古木建筑典型构件的标准化构件特征、面向不同保护需求的多LoD参数化数学模型和基于点云数据的典型构件多LoD特征参数提取方法,主要研究内容和结论如下:(1)基于营造法式归纳了古木建筑典型构件的标准化特征,总结了该类构件的模数化营造方法和形状特征,为面向不同保护需求的多LoD参数化数学模型(包括尺寸和形状)的提出奠定了理论基础。(2)面向古木建筑遗产不同阶段的不同保护需求,结合构件的标准化特征,提出了适用于典型构件的多LoD参数化数学模型,建议了可表征多LoD尺寸信息的特征参数和形状语法,在BIM平台中集成了典型构件的多层级参数化数学模型,为基于高保真点云数据的高效、高精度特征参数提取明确了目标。(3)提出了基于高保真点云数据的多LoD特征参数自动化提取方法,由点云切片算法、轮廓线提取算法、关键点识别算法和特征参数提取算法组成,研究了算法参数对提取精度和效率的影响规律,识别了关键参数并建议了关键参数的取值方法。(4)对典型构件进行了实例验证,结果表明本文所提出的方法的提取结果与实际数据之间的绝对误差均未超过1mm,其中93%未超过0.5mm,相对误差均未超出5%,其中89%未超过2%,整体来说精度较高,验证了该特征参数自动化提取方法的可靠性。该方法可在7分钟内完成百万级点云数据的信息提取,验证了该方法的高效性。BIM模型与点云模型的三维偏差对比分析结果表明,两者最大距离小于1.8mm,平均距离小于0.3mm,标准偏差和RMS Estimate均未超过0.5,整体偏差较小,验证了本文所提出的参数化表达方法的合理性和可靠性。