石窟艺术是我国历史文化遗产的瑰宝，具有重要的文物和艺术价值：但是随着当前经济的快速发展、石窟不仅面临着自然因素的破坏，许多人为因素也加剧了石窟的破坏。利用三维激光扫描数据采集石窟三维空间信息；为石窟保护规划提供准确的三维空间信息，进而实现虚拟展示，无疑有助于实现文物保护的现代化并具有重要的社会和经济意义。然而，由于石窟分布广泛且形态复杂，要实现其精确三维空间信息数据的采集、加工和管理需要结合测绘学、计算机科学和石窟保护研究等多学科知识，也是一项富有现实意义和挑战性的研究课题。 本文通过理论分析和生产实践相结合，着重探讨了地面三维激光技术在石窟及石刻空间信息采集应用过程中所遇到的技术问题及解决方案和理论分析。其主要内容如下： 1、分析比较了各类地面三维激光扫描系统精度参数及数据质量，针对石窟石刻三维信息采集选择合适的数据采集仪器和扫描参数，并总结了数据采集过程中，物体材质、扫描角度、扫描分辨率等对数据采集质量的影响。 2、总结地面三维激光扫描数据获取及预处理的一般流程。包括集成扫描靶标数据、全站仪数据和点云数据进行加权平差解求最佳参数的整体拼接；点云数据的去噪与平滑处理；利用点云数据的建模。 3、利用三维三角网模型生成等值线及其平滑处理。由于点云的数据在数据采集的过程中由于仪器本身原因，也因为拼接误差而导致的重叠区域的重复点云而产生噪音，这使得在利用点云数据建模后生成的光滑物体表面等值线，呈现“锯齿”状，结合点云数据的特点自动生成平滑的等值线在实际工程中，具有应用价值。 4、探讨制作结合正射影像图和矢量线画图的石窟石刻断面信息资源图的方法。基于三维不规则三角网模型的纹理影射制作正射影像图，利用数字摄影测量高分辨率影像制作矢量线画图，两者在同一坐标系和同一投影面下实现叠和，石窟石刻信息资源图丰富了文物数字保护测量的产品。 5、总结基于地面三维激光扫描的石窟石刻三维信息采集、数据预处理和成果制作的过程和存在的问题。