探索采矿矿区地表沉陷的高新监测技术方法是推动采矿沉陷安全生产的重要工作。传统的监测手段不仅费时费力,而且在一些地形条件复杂、人员难以通行的环境,难以满足生产需要。无人机三维激光扫描技术是一种新型低空三维空间测量技术,该技术结合了无人机航测与机载三维激光扫描系统的优势。通过获取的点云数据构建数字高程模型并进行沉降信息提取,得到矿区地面的沉陷情况的三维立体数据。利用传统测量中的实测水准点和已有GPS监测站数据,对该技术监测地面沉降的精度进行评估。研究结果表明,无人机三维激光扫描监测技术可以满足矿区塌陷的立体监测需求,具有机动灵活、成本低、效率高、精度高等特点,未来可在类似地区推广应用。本文的主要研究工作如下:1、总结分析了国内外研究现状。针对传统测量方法的不足,将无人机三维激光扫描技术应用于矿山沉降监测中,规划了本文的研究思路并制定了技术路线。2、对机载LiDAR点云滤波方法进行研究。对传统滤波方法进行分析,针对传统不规则三角网滤波算法的不足,首先进行基于回波次数及反射率的初次滤波,然后使用改进的渐进加密三角网滤波算法进行再次滤波,最终实现地面点与非地面点的精确分离。通过实验分析,该算法弥补了传统三角网滤波算法的不足,减小了计算量,增强了对低矮植被的滤波效果。3、构建数字高程模型。通过实验分析构建DEM的最佳点云密度,使得计算量减小并保证DEM的完整性。对比分析DEM插值方法,通过与现有的测量数据对比,对构建的DEM进行精度评价,最终验证了无人机三维激光扫描系统可以满足矿区岩移沉降观测的精度要求。4、岩移数据处理与分析。通过生成的DEM提取测量地区的地形因子,可以直观的看出坡度与坡向的分布情况。提取点云剖面信息并进行多期对比,分析剖面的变化。平面精度的评定采用三期数据进行相对检校,既检核了重复精度又检核了相对精度。通过点云生成等高线,将其与数字高程模型套合显示,更直观的看出测区的高程分布情况,同时可以分析DEM的精度。将多期点云数据生成的DEM进行对比,得出测区沉降区域分布情况。