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結構橫斷面測量一般采用支距法、全站儀三維坐標法、斷面儀法、三維激光掃描儀法等。
支距法
首先用全站儀放出線路中樁，然后依據設計給定的高度，用尺子直接量取橫距和高差。
此方法簡單、直觀，武隆思瑞三坐標，但是由于測量工具簡陋，對隧道環境要求較高，每一斷面限界控制點又需直接測量，個別點測量困難，所以勞動強度大、測量精度低。該方法適用于洞徑較小、測量精度要求較低的斷面測量。內業數據處理時，需要手工將外業填寫的數據逐個錄入計算機的電子表格，供設計人員使用。操作起來很繁瑣、枯燥，沒有較好的快速處理方法。
全站儀三維坐標法
采用全站儀直接測取斷面上限界控制點的三維坐標，并記錄在全站儀的數據采集器內。
全站儀三維坐標法外業測量時，不用每個斷面設站，可以一次性測量多個斷面，儀器可架設在中線點上，也可以架設在控制點上，受限制條件相對較少；內業利用軟件進行數據計算，思瑞三坐標搬家，計算完成后，依據計算結果繪制橫斷面圖，并提供限界控制點坐標、橫斷面尺寸以及與設計值的比較成果等一系列所需成果資料。全站儀三維坐標法進行橫斷面限界測量速度快、精度高、勞動強度小在限界測量中得到廣泛應用。
斷面儀法
首先用全站儀放出每個斷面的線路中樁，然后在每個中樁上架設斷面儀，找到垂直線路方向，對斷面進行掃描。
此方法簡單、直觀，但勞動強度大、每一個斷面都要設站一次，隧道底部分存在盲區。內數需要在斷面圖上采集設計需要的橫距和高差數據，然后錄入電子表格，供設計人員使用。內業繁瑣，沒有較好的快速處理方法。
三維激光掃描儀法
三維激光掃描儀是無合作目標激光測距儀與角度測量系統組合的自動化快速測量系統，在復雜的現場和空間對被測物體進行快速掃描測量，直接獲得激光點所接觸的物體表面的水平方向、天頂距、斜距和反射強度，自動存儲并計算，獲得點云數據。后處理采用商業軟件進行。
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針對標靶掃描、全站儀輔助等因素造成掃描作業過程的復雜繁瑣，提出了集成RTK的三維激光掃描技術測量地形的整體方案。采用網絡RTK同軸同步測量掃描站坐標；兩級拼接策略：地物點粗拼接與基于面搜索的ICP準確配準；采用測塊四角或周邊RTK點進行點云準確定向；采用自主研發的點云測圖平臺進行地形測繪。通過幾種典型地形的實驗驗證，該方案使得掃描作業效率提高了約5倍，與現行全野外數字測圖方法比較，作業效率提高了約3倍。基于全站儀的全野外數字測圖方法仍是1∶500大比例尺地形測繪的主流方法，隨著測圖軟件的不斷更新，該方法的內業制圖效率得到較大提升，但是外業仍需投入大量人力跑尺采點。三維激光掃描技術是測繪領域的高新技術，獲取的數據由點云和影像組成，不僅記錄了掃描對象的坐標數據和尺寸信息，更能自動記錄其拓撲與紋理信息，使得傳統點測量向“形測量”轉化[1]。與傳統測量手段相比，三維激光掃描技術具有不用照準部、掃描作業自動化、數據記錄自動化、獲取的數據信息豐富等特點[2]，已應用于古建筑測繪、虛擬現實、變形測量、林業調查等領域。文獻[3-12]嘗試采用三維激光掃描技術代替傳統全野外數字測圖方法，以減輕測量人員的外業工作強度，但是這些實驗普遍存在作業面積小，精度評定點數少等特點，不具說服力，思瑞三坐標大修，代表性不強。
雖然三維激光掃描儀單測站采集數據精度高、速度快，但是要獲取完整的地形點云數據，則需多站掃描拼接。文獻[3-12]的三維激光掃描儀測量地形的作業方法，采用全站儀或GPS-RTK進行控制測量、布設并測量標靶，準確掃描標靶，基于標靶進行內業測站間拼接和坐標轉換，從而得到大地坐標系下地形的點云數據，效率低、工作量大，僅在精細地形測繪[8-9]、地物單一的礦山地形測繪[3，6，10]、難及區域的地形測繪[5，11]等方面得到了嘗試應用。
造成三維激光掃描作業過程復雜繁瑣，制約了其在地形測量方面推廣應用的主要因素有:
(1)標靶：布設標靶、測量標靶、掃描標靶、回收標靶、內業提取標靶等一系列針對標靶的操作[3-11]，使得每測站耗時估計增加約5min。
(2)全站儀：采用全站儀布設導線[8]，思瑞三坐標校準，然后測量標靶，使得每測站平均增加至少3min。
(3)對中整平：在控制點上布設掃描測站，要求對中整平，使得每測站耗時增加1～2min[3-8，12]。
(4)三腳架: 采用三腳架固定儀器，測站轉站時，為保護掃描儀需關機，下一站重新開機并初始化，使得作業時間增加至少2min[3-12]。
(5) 測圖軟件: 多種軟件組合使用，缺少專業的基于三維點云的地形測繪軟件[4-12]。
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