矿区开采沉陷监测与预测对煤矿安全生产具有重要意义。目前，煤矿地面沉降监测的主流手段有一定的局限性，存在着精度和效率都无法达到的问题。利用无人机激光雷达（UAV lidar）技术，可以快速获取矿区地表的三维点云，并建立多阶段数字高程模型（DEM）。沉降盆地可以通过两级DEM相减获得，具有效率高的特点。分析讨论了无人机高寒地面沉降监测的原理过程和概率积分预测参数的动态反演方法。以内蒙古唐家会煤矿为例，设计了无人机高山飞行方案，采集了两相激光点云数据，对实测数据进行了组合、求解、融合和滤波，建立了两相DEM，得到了观测时段内的地面沉降盆地，对整个盆地进行了动态反演，得到了测区的概率积分预测参数。结果表明，DEM的精度分别为34　 mm和37　 mm，沉降盆地的精度为50　mm。研究结果对煤矿开采沉陷监测和预测具有较高的可靠性，为无人机在激光雷达地表监测中的应用提供了一个案例。