重大土木工程结构如大跨桥梁、超高层建筑、大型水利工程等基础设施结构是确保我国经济可持续发展的物质基础,这些结构的健康情况与安全性能是我国人民的生命与财产安全的重要保障。因此,研究如何对现役大型结构进行快速检测与长期监测一直是国内外的研究热点。三维激光扫描技术（3D Laser Scanning）是继GPS技术之后的又一项新兴测绘技术,已经成为获取空间三维数据信息的一个重要手段。三维扫描技术作为一种新兴的非接触测量方法,对比传统的测量技术,具有效率高、测量速度快、测量精度高以及数字化程度高的独特优势,可以在技术人员难以到达的危险环境中不需要设置反射棱镜就可以实现测量。它是现代测量行业中最先进的方法,通过高密度的数据网格存储目标测物的空间坐标和表面信息,可以对待测物体进行更详细的描述。因此,三维激光扫描技术在结构检监测中的应用,可以充分地发挥出三维激光扫描的技术优势,具有较高的理论指导意义和工程应用价值。本文系统阐述了当前国内外结构检监测技术的研究背景和研究现状以及三维激光扫描技术在结构检监测中的应用研究现状。在此基础上,本文介绍了三维激光扫描技术的工作原理及其特点,并且对点云数据处理方法进行了研究。本文的主要创新点与研究内容如下:（1）本文将三维激光扫描技术运用到结构全生命周期的前中期,也就是结构施工监测中。在结构施工监测中,本文提出了一种基于点云分割配准和图像匹配的结构位姿监测方法,并将该方法运用在装配式墩柱吊装工程中,在吊装过程中使用三维激光扫描仪对其进行扫描处理,并对扫描获取的点数据进行配准分析,获得吊装过程中的构件整体的空间姿态。该研究的最终目标是通过现场测量构件吊装过程中空间姿态,辅助完成结构的精确拼装。（2）针对已建结构变形测量,本文提出了一种基于标靶中心拟合的结构变形测量方法。为了更加精确的测量框架结构的变形值,采用以面取点的思路,采用一种基于通用标靶中心拟合获取结构绝对位置坐标来测量结构变形的方法,充分地利用点云坐标群,而不是仅用单点坐标去计算变形值,从而获取更为精确的结构变形检测结果。该方法是基于最小二乘圆拟合（Pratt方法）原理,通过拟合边界轮廓圆,进而得到该标靶的中心三维坐标来测量结构变形。本文在一个装配式框架结构以及一拱桥模型荷载试验场景,与传统测量方法全站仪以及位移计数据对比分析,可以得出该方法在实际结构变形测量的准确性与可行性。（3）针对已建结构几何线形快速测量,本文提出了一种基于边缘检测算法结构几何线形检测方法,该方法是通过Alpha-shape算法提取结构边缘轮廓线,并通过最小二乘法将边缘线拟合为光滑曲线后,计算其中心轴线。本文在一拱桥模型以及一个实际桥梁检测中运用该方法快速得到拱肋线形,有效验证了通过该方法可以在实际工程中快速检测结构线形。（4）针对已建结构,特别是丢失图纸的老旧结构,本文运用了三维激光扫描技术可以快速获取该结构的三维点云模型,进而获得三维网格模型,为后续导入BIM以及有限元分析做出了前提研究;本文运用泊松曲面重建算法将扫描获得的结构三维点云模型重建为真实的三维网格模型,并直接将该模型导入ABAQUS有限元软件中实现有限元软件对结构的模态分析。基于上述研究,三维激光扫描技术的发展为结构健康检监测领域注入了新的活力,通过对此项技术的研究旨在希望这三维激光扫描技术可以应用于结构全生命周期中,进而是的三维激光扫描技术对于结构健康检监测和定期养护具有更加重要的现实意义。