煤炭开采造成的地表沉陷会严重影响沉陷区生态环境,掌握沉陷规律可靠的手段是沉陷监测,但传统沉陷监测方法只能获取工作面走向和倾向主断面线上少量离散点沉降数据,不能充分反映整个工作面的沉陷变形。近年来,三维扫描、In SAR、无人机摄影测量等技术被用于沉陷监测,受地形、植被等因素影响,以上手段存在缺陷。本文采用无人机机载LiDAR技术进行沉陷变形监测。根据山西某工作面地质采矿条件布设观测线,采用水准测量获取主断面观测线和若干检查点的沉降数据;采用机载LiDAR技术进行监测,获取两期雷达点云数据,使用多种滤波和插值算法处理点云得到两期DEM叠加获取沉陷变形盆地;对比分析概率积分法预计、无人机摄影测量和机载雷达沉降数据,获取准确的全盆地开采沉陷特征,通过以上研究,获取了如下结论:(1)通过对比多种滤波算法和插值算法,结合滤波效果图、沉陷盆地效果图和误差统计结果进行分析,结果表明:改进的渐进加密三角网滤波方法和局部多项式插值算法更适用于该矿区地表有植被的山区机载LiDAR点云数据。(2)机载雷达沉陷监测精度可达到48mm,相较于在矿区工作面采用摄影测量(载荷为相机)技术进行矿区沉陷监测的精度,机载LiDAR沉陷监测精度可提高约50%。(3)机载LiDAR与地面观测站精度对比,高程中误差为54mm,可知,机载雷达沉陷监测在小变形区的精度有限,低于In SAR精度,因此煤炭开采沉陷中可行的监测方法是大变形区采用机载雷达技术,小变形区采用In SAR。(4)机载LiDAR实测下沉盆地在空间分布上表现出明显的复杂性,在不同位置出现了面积和下沉差值不同的若干局部盆地,与预计盆地下沉差最大可达1米以上,如此大的差值远远大于雷达测量精度,造成该现象出现的主要原因应是上覆岩层结构与岩性和地貌的复杂性;机载LiDAR实测下沉大于预计下沉的空间体积(填方)和小于预计下沉的空间体积(挖方)之差是总下沉盆地体积的33%。以上研究对准确获取沉陷盆地全貌特征、完善沉陷预计方法、合理设计工作面布设方案、保护沉陷区地表建筑物具有重要意义。