目前中国社会面临严峻的问题:人口基数大导致地面建筑、交通等设施拥挤,国土面积无法满足现有的人口生存环境。随着国家快速发展,我们把目光投向了地下空间。因此,像地铁、高速公路、铁路、地下车库、地下安全出口等速到地下工程也在逐步增加。这些地下隧道工程会随着时间的变化,整体形变也会发生影响,如果不进行检测,可能会导致很严重的事故发生,这将可能会直接的影响到我们的生活。然而现阶段我们运用隧道监测方法主要是全站仪伺服法,这种方法存在种种限制,制约了隧道等地下工程的检测工作,急需寻找新的测量方法来代替这种方式。三维激光扫描技术可以快速、自动化、高密度、高精度扫描隧道表面,恰好弥补了传统监测方法的不足。所以本文尝试运用三维激光扫描仪对隧道运维中的形变进行监测,主要从以下三个方面进行分析:(1)地下隧道特殊的半椭圆结构使三维激光扫描仪在获取隧道数据时受激光反射入射角的影响。导致不同的入射角度产生的结果有大量的误差。为了探索最佳入射角,本文通过实验分析,以不同入射角进行数据获取,通过数据分析对实验时的最佳入射角进行了检测,并以此来确定扫描间距。(2)根据隧道的特殊情况结合传统常见的拼接方案进行分析,从而对点云标靶拼接方案,进行改进研究。结合全局拼接和双站拼接的优点,进行方案改进使相邻站间累积的误差进行了消除,在区段内首端运用布设公共控制点的方法来统一坐标系,区段尾部布设控制点来进行精度对比。以此通过实验来验证改进的方案是否达到提高精度的目的。(3)根据获取的隧道点云数据,自动结合大量点的法向量信息,精确计算出隧道中轴线方向,并以此建立与隧道同轴的参考圆柱面;然后利用圆柱投影方法将三维点云映射至二维空间,最后基于隧道表面三角网自动截取断面轮廓。通过实验验证该方法与全站仪获取数据的精度上是一致的。