三维激光扫描技术以其数据的高精度与采集的高效率为空间信息的获取提供了一种全新的技术手段。随着现代计算机技术的不断发展和研究，点云三维重建技术日益成熟，利用地面三维激光扫描仪获取建筑物的点云数据并进行三维重建迅速成为逆向工程、古建筑物文物保护、数字城市等领域的研究热点，具有广泛的应用前景。然而，由于地面三维激光扫描的建筑物三维模型重建技术仍处于快速发展阶段，许多技术问题亟待解决，如在复杂的大型建筑物重建方面，由于结构的复杂性，要想真实完整地恢复出建筑物的外观模型需要解决复杂细部结构的模型重建等问题。本文以地面三维激光扫描仪采集的徐州戏马台风云阁凉亭的点云数据作为研究对象，对目标物点云数据的精简压缩和表面重建方法进行了深入研究，提出了基于特征分层优化的截面数据精简算法对点云数据进行精简处理和基于特征分层优化的三角网格重建算法对复杂点云结构进行表面重建。通过上述研究，一是使得目标物点云数据更加精简，提高了数据处理效率；二是较好的获取了复杂结构目标物的表面重建效果。利用本文方法获取徐州戏马台风云阁凉亭的表面模型后，可以提取出该目标物的特征线以及目标物立面图、平面图和剖面图等工程图件，用于建筑物资料的保存和工程修缮中。