傳統的隧道內空收斂觀測方式無法反應開挖面附近的真正變形行為，三維變形量測技術可量得測點之絕對坐標，並能繪製影響線和趨勢線等圖形，進行前方地質之預判，在國內外隧道工程已有許多應用案例。然實務上仍有一些疑點待釐清，如測點之精度範圍、誤差之傳遞方式等，此外三維變形量測技術是否能應用於邊坡安全監測，亦是本研究欲探討之主題。
本研究於某一隧道內進行兩年之三維變形監測，於隧道內進行高精度測量實驗，透過自由測站法對監測點進行量測及精度分析，監測結果顯示精度介於 ±1.2~2.5mm之間，經誤差傳遞後約增加為±1.3~4.8mm之間，欲降低誤差傳遞應對後視點進行控制測量如導線測量或三角三邊測量。
將三維變形量測技術應用於某順向坡之安全監測，並與其他監測方法相互比較，檢驗此三維變形量測技術之成效及精度，另於邊坡監測方面提出以單測站及雙測站兩種方式以分析監測點精度，此外應用三角三邊法施測以進行精度比較。由持續兩年之監測成果顯示，三維測點之監測數據與傾度管之監測結果相當一致，皆顯示受季節性降雨之影響。比較自由測站法與三角三邊法之監測成果，顯示自由測站法之監測點位標準偏差較小。
本研究所發展之三維變形量測技術從測量平差數學理論推導，到現場以三維量測技術蒐集資料，將資料截取後導入電腦系統可立即顯示隧道及邊坡之變形量與趨勢線圖，建立了一套從理論到實作及成果展現的完整資訊系統，且在技術上制定了應用全測站於隧道與邊坡變形監測的三維量測技術完整作業流程。

Traditional ways of tunnel convergence observations cannot reflect the true deformation behavior around the tunnel excavation face. The three-dimension (3D) deformation measuring technique could obtain the absolute coordinates of the survey points of the tunnel and plot the influence lines, and trend lines, etc. These figures can be used to predict the possible geological conditions in front of tunnel excavation face. There have been many applications in tunneling; however, there are still some doubts to be clarified practically, such as the range of precision of the survey points and the way of error propagation. Besides, whether the 3D deformation measuring technique is suitable to monitor the safety of slope is also the subject to be studied in this research.
This research conducted a two-year experimental study in a tunnel and high precision surveying experiments were carried out. The precisions of the survey points were analyzed by means of free station method and monitoring results showed that the precisions were between ± 1.2~2.5mm and they increased to ± 1.3~4.8mm by errors propagation. To reduce error propagation, it is necessary to conduct control survey, such as traverse networks or triangulation network adjustment method, to the reference points.
The 3D deformation measuring technique was applied to monitor the safety of a dip slope and the results were compared with other monitoring methods to examine the effectiveness and precision of this technique. In addition to triangulation method, two free station methods, including single survey station and dual survey station, were used to analyze the precisions of survey points. The monitoring results of two-year survey showed that the results of 3D deformation measuring technique were quite consistent with the data of inclinometers, and were influenced by seasonal rainfall. As compared with triangulation method, free station method has smaller standard deviation of measurement.
A complete information system for 3D deformation measuring technique is developed in this research which includes derivation of mathematical theory for survey adjustment, procedures of field survey with 3D measuring technique to collect data, automatic process of the survey data and display of trend lines and historic lines of the deformations. The practical procedures of applying 3D deformation measuring technique with total station instrument to the tunnel and slope monitoring were also established.

1.王玉成、胡伍生，「坐標轉換中公共點選取對於轉換精度的影響」，現代測繪，第31卷，第5期，第13-15頁 (2008)。
2.王金岭、李宗華、鄭舉漢，「自由設站法觀測值的粗差檢測與可靠性分析」，城市勘測，第4期，第19-22頁 (1994)。
3.王泰典、邱雅筑、鄭富書、黃燦輝，「隧道結構安全管理新潮流與襯砌非破壞性檢測新技術」，地工技術，第117期，第17-28頁（2008年）。
4.王錦洋、陳堯中、陳志南、傅子仁、呂守陞、范富雄、吳俊傑，「營建自動化施工技術群推動計畫(三)地下開挖三維變形量測之自動化技術研發(二)」，內政部營建署，台北 (1999)。
5.任慶慧，「無反射稜鏡全測儀及其在工程測量中的應用」，鐵道勘察，第1期，第49-50頁 (2005)。
6.吳嘉原，「橋梁監測之感測技術」，碩士論文，國立中央大學土木工程研究所，桃園 (2002)。
7.宏遠儀器公司， http://www.control-signal.com.tw，台北 (2011).
8.李文貴、陳堯中、彭嚴儒，「隧道三維變形量測資訊系統建置暨量測精度之分析」，第12屆大地工程研討會，南投，第B2-01-01~08頁 (2007)。
9.李文貴、陳堯中、彭嚴儒，「大地工程三維變形量測資訊系統建置暨量測精度之分析」，台灣公共工程學刊，第四卷，第二期，第9-19頁（2008年）。
10.李文貴，「三維變形量測技術於邊坡監測之應用」，德霖學報，第二十五期，第159-168頁 (2010a)。
11.李文貴，「三維變形量測應用坐標轉換法於邊坡地滑之研究」，第32屆海洋工程研討會論文集，基隆，第717- 722頁 (2010b)。
12.李健明，「應用變形測量誤差分析與統計測試於沈陷量測之研究」，碩士論文，國立交通大學土木研究所，新竹 (1991)。
13.岳建平、魏什青，「坐標轉換中公共點選取對於轉換精度的影響」，現代測繪，第31卷，第5期，第13-15頁 (2008)。
14.邱雅筑、韓仁毓、王泰典、鄭富書、黃燦輝，「平差技術應用於隧道全斷面量測精度之探討」，第八屆海峽兩岸隧道與地下工程學術與技術研討會，台北，B9-1~ 10 (2009)。
15.施威銘研究室，XOOPS2.2架站王，旗標出版社，台北，第一章，第1-1~12頁 (2007)。
16.范富雄、李文貴、陳永泉，「三維變形量測應用及精度之探討」，德霖學報，第二十三期，第219-228頁 (2009)。
17.徐仕璋，「隧道開挖面接近不同地質界面之力學行為探討」，碩士論文，國立台灣科技大學營建工程系，台北 (2003)。
18.高軍、趙運臣，「隧道變形監測新技術的應用研究」，西部採礦工程，第3期，第74-76頁（2001）。
19.張宇、何川、伍曉軍，「複雜地質條件下隧道三維變形規律分析」，岩土工程學報，第29卷，第10期，第1465-1471頁(2007)。
20.張裕民，「由工程變位測量監控工程安全之探討」，測量工程，第三十一卷，第一期，第15-29頁（2008年）。
21.陳志南，隧道工程實務，科技圖書公司，台北 (1998)。
22.陳俊男，「自由測站法網系精度之研究」，碩士論文，航空測量研究所，國立成功大學，台南（1986）。
23.陳啟仁，「非破壞檢監測技術在古蹟保存之運用現況」，2004海峽兩岸古蹟保護學術研討會，高雄 (2004)。
24.陳國永，「雷射掃描技術應用於隧道變形量測之研究」，碩士論文，國立中興大學土木工程學系，台中 (2004)。
25.陳堯中、吳俊傑、傅子仁，「隧道變形量測及斷面收方之自動化技術」，地工技術，第65期，第43-52頁 (1998a)。
26.陳堯中、呂守陞、陳志南、傅子仁、王錦洋、王文禮、吳俊傑，「營建自動化施工技術群推動計畫(二)地下開挖三維變形量測之自動化技術研發」，內政部營建署，台北 (1998b)。
27.陳堯中、彭嚴儒，「台灣地區西部走廊東西向快速公路建設計畫萬里－瑞濱線安全監測總報告書」，內政部營建署，台北 (2008)。
28.彭嚴儒，「隧道通過地質界面之三維變形與力學行為探討」，博士論文，國立台灣科技大學營建工程系，台北 (2005)。
29.彭嚴儒、陳堯中，「隧道三維變形量測在預判開挖面前方地質構造之應用」，第11屆大地工程研討會，第G17-01~08頁 (2005)。
30.彭嚴儒、陳堯中、李文貴，「瑞芳地區邊坡滑動原因探討」，第12屆大地工程研討會，第A2-23-01~08頁 (2007)。
31.黃方，「全測站隧道圍岩變形監測分析系統三維坐標法的研究及實現」，碩士論文，北京交通大學，北京 (2005)。
32.楊松林，「隧道圍岩變形非接觸測量理論和方法的研究」，博士論文，北京交通大學，北京 (2005)。
33.楊鐵利、高鐵軍，「自由設站的粗差定位與剔除」，黃金學報，第3卷，第1期，第68-72頁（2001）。
34.劉忠海，「監測網變形分析」，中國礦業大學學報，第22卷，第1期，第31-42頁 (1993)。
35.劉明治、大西有三、西山哲、中井卓己、李德河、吳建宏，「以數位影像量測法觀測岩坡動態變動之研究」，中國土木水利工程學刊，第二十二卷，第二期，第141-150頁（2010）。
36.劉紹堂，「隧道施工期間的變形監測技術」，地下空間與工程學報，第二卷，第8期，第1346-1348頁 (2006)。
37.潘南飛，工程統計，全威圖書有限公司，台北 (2003)。
38.賴志凱，「地面雷射掃描儀的精度分析與檢定」，碩士論文，國立成功大學測量及空間資訊學系，台南 (2004)。
39.維基百科，MySQL，http://zh.wikipedia.org/zh-tw/MySQL (2011)。
40.濮久武、毛小平，「全測站在變形觀測中的應用」，大壩與安全，第四期，第32-36頁 (2006)。
41.蘇苗彬、陳毅輝、沈鍵偉，「應用GPS於地滑地之變位量測」，2004岩盤工程研討會論文集，台北，第392-399頁 (2004)。
42.Baarda, W., “ Testing Procedure for Use in Geodetic Networks, ”Netherlands Geodetic Commission, Delft, Vol.2, No.5, pp. 1-97 (1968).
43.Barton, N. and Grimstad, E., “The Q-system following twenty years of application in NMT support selection, ” 43rd Geomechanic Colloquy, Salzburg. Felsbau, pp. 428-436 (1994).
44.Boehler, W., Heinz, G. and Marbs, A. “The Potential of Non-contact Close Range Laser Scanners for Culture Heritage Recording, ” Proceedings of CIPA International Symposium, Potsdam, Germany ( 2001).
45.Guenot, A., Panet, M., and Sulem, J. A., “A New Aspect in Tunnel Closure Interpretation,” Proc. 26th U.S. Symp. on Rock Mechanics, Vol. 1, pp. 455-460 (1985).
46.Hope, C. J. and Chuaqui, M., “Precision Survey Monitoring of Shoring and Structures,” Seventh International Symposium on Field Measurements in Geomechanics (2007).
47.Hsu, R., Adjustment of Surveying Measurements, Course Notes, Taipei, Department of Civil Engineering, National Taiwan University, Chapter 2, pp. 1-42 (2005).
48.Yang, I. T., Park, J. K. and Kim, D. M., “Monitoring the Symptom of Landslide Uing the Non-Prism Total Station, ” KSCE Journal of Civil Engineering, Vol. 11, No. 6, pp. 293-301 (2007).
49.Panet, M. and Guenot, A., “Analysis of Convergence Behind the Face of a Tunnel, ” Tunneling 82’, The Institution of Mining and Metallurgy, pp. 197-204 (1982).
50.Wolf, P.R. and Ghilani, C.D., Adjustment Computations, 3rd Edition, John Wiley and Sons, New York, pp. 229-248 (1997).
51.Schubert, P. and Vavrovsky, G. M., “Interpretation of Monitoring Results, ” World Tunneling, Nov., pp. 351-356 (1994).
52.Schubert, W. and Budil, A., “The Importance of Longitudinal Deformation in Tunnel Excavation,” Proc. Intern. symp., ISRM, pp.1411-1414 (1995).
53.Sellner, P. J., “Prediction of Displacements in Tunneling,” Ph. D. Thesis, Technical University Graz, Austria (2000).
54.Steindorfer, A., “Short Term Prediction of Rock Mass Behavior in Tunneling by Advanced Analysis of Displacement Monitoring Data,” Ph. D. Thesis, Technical University Graz, Austria (1998).
55.Sulem, J., Panet, M. and Guenot, A., “Closure Analysis in Deep Tunnels,” Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abster., Vol. 24, No3, pp. 145-154 (1987).