作为一种空间信息获取的新技术手段,三维激光扫描技术实现了对观测目标高精度、高速、连续和自动三维数据获取。随着地面三维激光扫描仪和配套的点云数据处理软件逐渐发展成熟,使用地面三维激光扫描系统监测建筑物和边坡变形,分析计算目标体表面的整体变形对于安全生产、管理和监督具有重要意义。传统的全站仪和GPS等测绘仪器对于区域的连续数据获取能力明显不足,地面三维激光扫描技术,尤其是与全站仪和GPS等的协同应用,拓展了测绘技术的服务范围,提升了服务能力。本文重点研究了地面三维激光扫描系统对露天矿区的构筑物和边坡的变形监测方法流程和监测数据处理的方法,主要内容如下:归纳了三维激光扫描技术现状和地面三维激光扫描系统的应用状况。分析了基于TOF脉冲测距法的地面三维激光扫描仪的工作原理和扫描点的测量误差。以ILRIS-36D地面三维激光扫描仪和PolyWorks软件为例,分析研究了地面三维激光扫描仪的获取数据流程和点云数据的处理方法。设计了使用地面三维激光扫描系统对构筑物进行变形监测的两种方案,通过对在当地坐标系下的监测数据的处理和分析,得到监测点沉降、目标建筑倾斜和变形体体积的计算成果。对获取的边坡监测点云数据,使用PolyWorks软件、ArcGIS软件和编写的程序,实现点云数据的坐标转换,然后分别以点云数据的差分比较、基于不规则三角网的形变分析、坡度和坡向的分析、等高线重合分析以及剖面线重合分析五种方法进行处理,分析边坡的变形信息。实测结果及其验证评价分析表明:应用地面三维激光扫描系统,辅助全站仪和GPS观测的变形监测方法,能满足一般建筑物变形观测的精度要求,也适用于边坡的整体变形监测。基于边坡点云数据的五种分析比较方法,有利于得到边坡的整体变形信息。