本发明涉及索穹顶结构数字孪生技术领域，具体公开了基于三维激光点云的高效索穹顶结构数字孪生建立方法，该方法包括：S1，将索穹顶结构整体点云数据划分为n等分的模块点云数据；S2，通过分层、聚类、收缩算法提取模块点云数据的候选骨架点模型Sca；S3，通过设计状态节点坐标库以及节点邻接矩阵，建立标准骨架模型Sst，基于标准骨架模型Sst利用最邻近算法将候选骨架点模型Sca分割，得到各构件骨架点Scp；S4，基于各构件骨架点Scp，拟合各模块几何特征；S5，将各模块点云数据拟合得到的几何特征整合，建立索穹顶结构数字孪生模型。本发明方法能更好保留结构重要几何特征，降低了海量点云数据处理所需的内存空间，提高了点云数据处理的时间效率和适用性。