我国目前的石油储备方式为地面立式金属罐，这种储备方式自身安全系数较低，战时容易遇袭。因此，国家战略石油储备工程中对于地下洞穴储油非常重视。地下洞穴储油因其管理容易、安全、可靠，成为今后战略石油储备的主要方式。本文对储油洞穴容量计量技术进行研究，为大型洞穴储油工程提供技术保障。文中介绍了目前国内外常用的储油洞穴容量测量技术，包括声纳测量法、摄影测量法和全站仪法，分别从测量原理、精度、特点等方面对其进行了阐述，提出了适用于地下储油洞穴的容量测量新方法三维激光扫描法。详述了三维激光扫描仪的工作原理及应用现状，并对扫描仪进行测距、测角及点位精度实验，得到其测量精度分别为±2.5mm、0.0044°和3mm。研究了将扫描仪应用于储油洞穴容积测量时数据采集和数据处理理论与方法。数据采集过程中，利用三维激光扫描仪对洞壁进行扫描，获得洞壁点云数据，具体包括站点、标靶布设和扫描参数设置等。数据处理分为点云预处理和容积计算两部分，通过预处理将扫描获得的点云数据进行配准、去噪，获得完整的三维点云模型；容积计算基于积分思想，将点云数据分割成若干小棱柱，利用三角形面积积分法和棱台体积叠加法计算洞穴各截面面积和总容积，获得其容积表。对于三维激光扫描法应用于大空间容积测量进行了实验验证。利用三维激光扫描法分别对立式金属罐、房间、隧道和洞穴进行实验测试；分别对房间与山洞隧道采用手工测量法进行测量，并对其测量精度进行了评价。将立式罐扫描数据与国标规定方法进行比对，测量结果偏差在0.26‰以内；房间与隧道扫描结果与手工测量的容积表相对偏差分别在2‰和1.5‰以内，说明三维激光扫描技术用于洞穴容积测量是可行的。最后，将扫描仪法应用于实际洞穴扫描，获得其容积表，并通过评定扫描仪和计算方法测量不确定度，得到三维激光扫描测量系统在洞穴容量计量中的测量不确定度为0.63‰。