随着城市的建设和发展,带动了各种工程项目的增加,而项目建设中大多会有土方工程,例如土方开挖、运输和回填、给排水和土壁支撑等工作,在土方工程的施工项目中,场地平整、坑槽开挖、路基填筑及基坑回填土等是最为常见的。土方量测量和计算的准确性直接影响到工程的进度和费用,因此如何提高土方计算的精度,对于工程经济具有重大的意义。三维激光扫描技术具有测量速度快、数据精度高、仪器功能丰富的特点,将其用于土方测量有着巨大的应用潜力。本文结合三维激光扫描技术的原理、特点等方面的知识,研究了三维激光扫描技术高效率和高精度的测量条件,通过实验分析得到减小测量误差的测量条件,利用实际工程测量,分析误差大小,提高三维激光扫描仪在土石方计算应用中的精度和测量效率。(1)总结土方测量技术,分析各种测量技术的优缺点,为三维激光扫描技术的应用研究做铺垫。(2)为研究误差影响因素之间的关系,本文利用ILRIS-3D扫描仪对土方进行实验测量,分别进行精度评定,分析测量距离、间距和测量规模三个关键影响因素的关系,确定出既能满足精度要求又能提高测量效率的扫描条件,为减小测量误差提供可靠依据。(3)利用实验分析的结果,根据工程规模的大小,确定出合理的测量距离和间距,对实际工程进行扫描,利用Polyworks软件处理获得的点云数据,选择合理的方法进行数据的预处理,利用迭代最近点(ICP)算法进行数据配准,采用角度判断法、观察法和弦高差法进行去噪处理,计算得到土方量。(4)为研究三维激光扫描仪的实际测量误差,利用Polyworks软件分别计算出扫描仪和全站仪的测量数据,并将数据进行比较,分析扫描仪的相对误差;利用CASS计算出全站仪的测量数据,同Polyworks软件计算的数据进行比较,分析出此软件的计算误差。(5)由于三维激光扫描仪的数据处理流程复杂,而且每种仪器的处理系统不兼容,因此本文利用MATLAB编制出可以计算体积的程序,简化体积计算的过程。(6)通过以上的研究,对三维激光扫描技术在其它测量领域(基本测量、建筑物立面图测量、变形测量、地形测量)及建模领域进行了探究。