边坡工程是工程建设过程中一个古老而常新的问题。随着我国基础建设的大力发展，在矿山、水利、市政、铁路等领域涉及到大量的边坡问题。国土资源部最近五年发布的中国国土资源公报中显示，边坡失稳引起的滑坡、崩塌灾害造成巨大的生命和财产损失。边坡变形监测是边坡研究工作中的一项重要内容，通过边坡监测可以确定不稳定边坡的滑落模式、滑移方向和速度，掌握边坡变化规律，及时的采取防灾措施，尽量避免和减轻工程和人员的灾害损失。因此边坡监测对于边坡工程安全有着重要的意义。三维激光扫描技术是一门新兴的测绘技术，在变形监测领域有着良好的使用前景。本文从三维激光扫描技术的原理入手，对如何提高三维激光扫描仪在变形监测中的精度并将其应用于边坡监测进行了研究。主要的研究成果有:　　(1)分析了影响三维激光扫描仪点位精度的因素，主要包括测距、测角和光斑影响。并针对测距、测角和光斑影响推导了三维激光扫描仪的点位误差模型。　　(2)针对四元素算法至少需要三个同名点以及ICP算法配准精度低的情况，提出了四参数-ICP点云配准算法。扫描标靶数据，分别采用多种方法对平面标靶和球型标靶中心点坐标提取，结果证明模糊C-均值聚类法和整体最小二乘法可以获得较高精度的中心点坐标。四参数-ICP点云配准算法是利用两个同名点进行四参数初步配准后，再利用ICP算法进行再次配准。最后，扫描点云数据对配准模型进行了试验，证明四参数-ICP点云配准模型可以减小配准误差。　　(3)研究了基于点云误差椭球的方法建立变形可监测性指标（DMI），对提取的变形信息进行评价。该方法的核心是根据实际点云误差椭球大小确定激光点云误差限差。首先，根据三维激光扫描误差源确定点位标准差，进而确定点位误差椭球。随后，计算相邻点位误差椭球之间重叠区域误差空间体积。再根据重叠区域点位误差椭球体积计算点云误差空间大小。最后，利用误差椭球与点位误差限差之间的关系，确定点云误差空间与点云限差之间的关系，从而确定变形可监测性指标。通过对可以提取的最小变形进行测量实验，将实验结果与本文变形可监测性指标的计算方法得出的结果进行比较，证明了基于点云误差椭球确定变形可监测性指标的方法是可行的。　　(4)利用三维激光扫描仪对武汉某一排土场边坡进行扫描实验，在边坡上设置变形已知区域与变形未知区域，获取多期边坡点云数据。利用四参数-ICP点云配准算法对获取的点云数据进行配准，将配准后的点云数据借助于计算机软件处理，重构边坡表面模型，然后对边坡表面模型进行求差处理，提取边坡的点位和区域变形信息。同时，计算本次边坡变形可监测性指标，即本次监测的误差值，从而对提取的变形信息进行分析，得到监测边坡变形的真实值。最后将监测值与实际变形量进行比较。结果证明，采用本文方法，利用地面三维激光扫描仪对边坡变形的监测结果是可靠的。