多视角几何三维重建法以运动恢复结构为核心算法，通过特征点识别、特征点匹配、相机运动参数估计、模型优化、稀疏点云三维重建等步骤，获得结构表面三维模型与摄影场景。结合二维数字图像处理与深度卷积神经网络等方法识别损伤，通过表面投影法解决成像几何变形与损伤定位，采用逆向工程建模与特征提取识别几何变形，可有效识别结构表面缺损与变形。方法具有以下应用优势：
（1）在精确定量检测中，可实现透射变形与复杂结构表面投影的几何变形的修正，获取准确的表面损伤分布、形状与其它参数；
（2）在大场景定量检测中，可在保持检测精度的同时，实现损伤定位，进一步生成损伤分布图；
（3）设备要求低、可方便快速地重建结构表面模型，重建形成的三维点云模型色彩真实丰富、点云精度较高，通过逆向工程建模与特征提取可实现几何变形检测。
图1 多视角几何三维重建法步骤
图2 裂缝投影至结构表面单个平面
大跨空间钢结构具备形式多样、跨越能力强、刚度大自重轻等特点，在体育馆、航站楼、会展中心、大跨工业厂房等民用、工业建筑中广为应用。近年来，随着建设单位对建筑造型和空间利用要求的提高，复杂大跨空间钢结构越来越多地被设计、建设。复杂大跨空间钢结构的施工过程表现出诸多技术难点与力学问题，一方面需要开展尽可能精确的施工力学计算分析与完备的施工方案来组织施工并提前预知、分析、解决技术难点，另一方面需要进行实时的施工监测以掌握结构的实际施工质量和安全性能。
图3 主要施工方法与对应的监测指标、监测手段与设备
复杂大跨空间钢结构施工过程监测是保障结构施工安全与施工质量的重要措施，监测方案的制定应结合施工方案、针对性选用不同的监测指标。除了传统的应力-应变、温度、挠度等指标外，三维激光扫描与无人机为施工监测提供了新的技术与平台。在北京新机场航站楼核心区钢结构屋盖施工过程监测中，应用了三维激光扫描及无人机技术，并得到以下结论：
（1）在复杂大跨空间钢结构的卸载过程中，采用三维激光扫描设备扫描并获得三维点云，可实现对复杂形态结构的卸载前后变形的对比计算，确定结构的最大变形量。区别于仅采用全站仪测量若干个结构节点的变形数据，三维点云数据可提供的信息更加全面、充分；
图4 三维激光扫描变形检查结果
（2）采用无人机进行施工过程监测，可利用地面站与预设轨迹等功能实现施工区域的无缝覆盖，在保障摄影重合率的前提进行三维重建得到带纹理与色彩的结构表面三维点云模型，为施工过程监测提供可视化的数据。
图5 倾斜摄影测量三维重建形成的点云模型与施工质量检查