由人类资源开发活动引起的地表沉降、土地破坏、植被退化、水污染、气候异常和生态环境恶化问题近年来引起各国政府、科学家和公众的强烈关注。矿区地表沉陷变形是由于煤炭资源开采引起的浅层地表被破坏引发的一种表现形式,是采矿、地质、岩土工程领域研究的重点内容。本文以地表起伏较大的山区为例,对比分析了不同监测方式在矿区地表沉陷变形监测中的效果,开发了矿区点源监测数据的管理与数据处理软件;基于无人机监测数据建立了两期三维地形模型,并利用DSM数据进行了变形分析。本文的主要研究内容如下:(1)基于摄影测量的基本原理,分析了无人机摄影测量技术在地表塌陷变形监测中应用的优缺点。(2)对基于单平面棋盘格的相机标定方法进行了深入研究,并结合MATLAB软件标定工具箱对标定精度相关误差问题进行了探讨,研究结果证实可将标定误差控制在1个像素以内。(3)以大同某矿区的沉陷区地表变形为监测实例,结合地面监测数据,进行了变形分析并开发了矿区沉陷数据处理与管理软件;基于两期航测数据,构建了地表沉陷区三维模型,提取了两期无人机数据在传统监测观测站上的高程值并进行了求差,绘制观测线沉降量图,以传统监测数据作为验证,对沉陷区进行了沉降变形分析,得出了一些有益的结论。