立式圆筒形金属油罐（立式罐）和地下储油洞穴等是原油、燃料油等能源物质的主要储存器具，立式罐同时也是大宗液态能源物质贸易交接的主要计量器具，属于国家强制检定计量设备。快速、准确地测量这些大型容器的容积是大型能源储运工程的基本要求。本文对用于大容量测量的三维激光扫描法进行了算法研究，开发了相应软件，并通过实际测试验证了该方法的可行性和准确性。论文分为以下几个部分：第一部分：大容量计量技术的研究现状。分析了立式罐容积测量中围尺法、径向偏差法、全站仪法等方法存在的问题，简单介绍了地下水封岩洞库容量计量方法。对基于三维激光扫描技术的大容量计量方法的研究现状进行了总结，该方法中利用三维激光扫描仪获取容器表面点云数据，进行三维模型重构，配合相应的大容量计量检定管理系统软件可计算罐体总容积、建立容积表。第二部分：三维激光扫描法容积测量的算法研究。研究了基于点云分析的大容量器具的容积计算模型，横截面内点云数据的预处理过程与方法：粗差剔除、点云排序、点云滤波、点云精简；计算罐体横截面圈板半径的最小二乘法、加速迭代法、等效面积法；基于点云分析的立式罐底部排量、罐体倾斜度的计算方法。第三部分：软件开发。在.Net平台上基于c#、Access数据库编写的Winform桌面应用程序“大容量计量检定管理系统”。该软件系统采用人机交互的方式，界面美观友好，可以快速准确地计算、打印容积报表。第四部分：试验验证。选用Leica HDS7000三维激光扫描仪进行了试验测试，以某2万立方米立式罐为测试对象，检验了HDS7000三维激光扫描仪和相关方法在容量计量中的重复性、复现性。试验测试发现随着入射角的增大，测量偏差增大，建议入射角不超过60°。以某5000立方米的立式罐为对象，验证了三维激光扫描法和大容量计量检定管理系统软件的准确性。以房间和洞穴测试试验，验证了三维激光扫描法在地下水封岩洞库容量计量中的可行性。