一種基于無(wú)人機(jī)的深孔地質(zhì)觀測(cè)系統(tǒng)及觀測(cè)方法，該觀測(cè)系統(tǒng)在無(wú)人機(jī)上設(shè)圖像采集設(shè)備和激光測(cè)距儀，兩者均連接處理單元。該觀測(cè)方法為：一、通過(guò)激光測(cè)距儀測(cè)量空洞的深度，處理單元將此空洞平均等分成若干的圖像采集層；二、操作無(wú)人機(jī)在每個(gè)圖像采集層上旋轉(zhuǎn)一圈以測(cè)量每個(gè)圖像采集層處的空洞側(cè)壁的圖像信息，再操作無(wú)人機(jī)逐層下落到下一層的圖像采集層上重復(fù)上述過(guò)程進(jìn)行圖像采集，直至降落至空洞的底部；三、處理單元對(duì)空洞內(nèi)的地貌形態(tài)進(jìn)行三維重建，再將三維模型圖像由觀測(cè)終端進(jìn)行顯示。本發(fā)明通過(guò)無(wú)人機(jī)搭載圖像采集設(shè)備和激光測(cè)距儀來(lái)對(duì)空洞內(nèi)的圖像信息和深度信息進(jìn)行采集，由處理單元進(jìn)行三維重建，以便還原空洞內(nèi)真實(shí)的形貌。