随着城市地铁轨道交通的快速发展,伴随而来的是地铁隧道结构变形监测的迫切需求。三维激光扫描技术尤其是移动式三维激光扫描仪的出现,以其高精度、快速、非接触式等众多优势,使得地铁隧道变形监测效率快速提升近在眼前,但目前国内外关于移动式三维激光扫描技术在地铁隧道变形监测方面的研究十分匮乏,不仅没有可以参照的作业流程,而且数据处理关键技术有异于地面静站式三维激光扫描技术。基于上述现实情况,本文重点探讨了移动式三维激光扫描技术在地铁隧道变形监测中的应用问题,并开展了以下研究工作:(1)重点介绍移动式三维激光扫描系统——Leica SiTrack one激光扫描系统,并通过与其他隧道变形监测方法比较,阐述三维激光扫描技术在隧道变形监测中的优势。(2)参考地面静站式三维激光扫描技术的作业流程,探索移动式三维激光扫描数据采集模式,具体包括标靶球的布设方案、轨道小车移动速度优选以及全套数据采集流程。(3)研究移动式三维激光扫描点云数据处理关键技术。具体包括点云去噪、点云精简、标靶拟合等预处理技术和里程改正、结构中线提取、横断面提取等后处理技术,并提出基于隧道椭圆参数模型的改进RANSAC算法;分析移动式三维激光扫描数据采集过程误差来源,设计了一种全站仪激光扫描仪两用棱镜标靶组合装置,用以减少数据采集误差。(4)以苏州地铁1号线广济南路站-养育巷站为工程研究对象,使用Leica SiTrack one移动式三维激光扫描系统进行隧道三维点云数据采集,并使用相关配套软件进行数据处理,通过隧道横断面收敛分析和椭圆度分析方法获取地铁隧道变形信息,计算控制点测量中误差满足《城市轨道交通工程监测技术规范》技术指标要求,为移动式三维激光扫描技术在地铁隧道结构变形监测领域的应用提供了一定参考价值。