Геология это естественная наука об изучении Земли, строении, материалов, из которых она состоит, их структуры и процессов, действующих на них. Она также включает в себя изучение горных пород, поиск и разведку полезных ископаемых, а также изучение организмов, населявших нашу планету. Элементы полевых работ включают себя обязательную геологическую съемку, сопровождаемую составлением карт местности и геологических профилей. На карте отображаются распространение горных пород, указывается из генезис, возраст, состав пород и характер их залегания. В свою очередь карты являются одним из основных документов, на основании которых анализируются и готовятся заключения, организуются поиски и разведка полезных ископаемых, оцениваются условия при возведении инженерных сооружений.
Прежде чем организовывать любые работы по добыче ископаемых, необходимо проведение геологоразведывательных работ. Эти работы как правило проводятся в труднодоступных местах и в условиях сурового климата. Так, например крупнейший горный массив на Кольском полуострове Хибины представляет собой величайший культурный, индустриальный центр, а вместе с тем является одним из самых сложных для проходимости человека и техники мест. Мурманская область занимается около 1% площади территории России и по праву считается кладовой многих важных полезных ископаемых. Здесь производятся работы по бурению и разработке крупных месторождений, апатитового и вермикулитслюдяного, железорудного, медно-никелевого и кварцсодержащего сырья, разведки месторождений строительного и облицовочного камня, глины, выявляют крупные залежи сырья и сланца. Занимаемая площадь ископаемых составляет от 12 до 25 километров горных территорий от Кукисвумчорра на западе до Восточного Расвумчорра на востоке. Активно изучаются месторождения Куэльпорр-Суолуайв, Поачвумчорр, Эфеслогчорр. Для разработки интерес представляют не только апатиты, но и нефелин, и другие минералы, в том числе фтор, алюминий, титан, железо.
Картинка: Сравнение результатов геофизической съемки
Для успешного проведения геологоразведочных работ необходим как тщательный анализ климатических и природных условий, а также изучение ландшафта прилегающих территорий. Целями геологоразведки является определение размеров и условий залегания, пространственного положения месторождений, количества и качества ископаемых. Результатом проводимых работ должно быть и является расчет запасов ископаемых, оценка их количественных и качественных характеристик.
Картинка: Объемная модель геологического строения исследуемой территории
Внедрение инновационных технологий и беспилотных систем в горнодобывающую промышленность сегодня заслуженно является значительным технологическим прорывом в секторе, благодаря которому специалистам открываются возможности контролировать объемы и состояния запасов, изучать и наносить на карты объекты разведки, отслеживать перемещение и состояние оборудования, групп людей, работать на рудниках, в горных условиях и в других труднодоступных местах и территориях.
Картинка: Трехмерная модель карьера
БПЛА также позволяют сводить к минимуму затраты на дополнительное оборудование благодаря встроенным GPS модулям, магнитометрам, тепловизорам и LiDar датчикам. Это в свою очередь позволяет проводить работы значительно быстрее, покрывая большие пространства, а также они способны летать на максимально малых высотах, получая снимки в самом высоком разрешении. Для сравнения, пилотируемые суда летают на высоте от 600 до 1500 метров, то дроны способны снижаться вплоть до 50 метров над земной поверхностью, замечая малейшие детали, сохраняя их в памяти.
Кроме стандартных аэроснимков и разведки с воздуха, дронами проводят работы по составлению топографических карт местности, подготовку ГИС-данных по участкам, построение моделей объектов. На основе сочетания аэроснимков и данных по разведке местности специалисты могут получать подробные репрезентации любого участка или объекта в трехмерном масштабе. Такие возможности на ранних стадиях способствуют существенному повышению качества планирования проектов, снижению расходов на разведку, ускоряют процесс выполнения полевых работ. Кроме того, если раньше для этого приходилось работать почти что вручную, а некоторые объекты вовсе невозможно было обследовать из-за частичной или полной непроходимости, то сегодня беспилотники значительно упростили эти процессы.
БПЛА в моделировании ресурсов
Еще одним важнейшим направлением в геологии является оценка местности, или моделирование ресурсов. Дроны в этом случае используют для построения высокоточных 3D и визуальных моделей местности, топографических карт для дальнейшей оценки размеров месторождений. На основе этих данных специалисты могут оценить количество на данном участке руды, алюминия или иного минерального сырья, рассчитать их количественные характеристики, дифференцировать различные геологические структуры по степени их намагниченности. Мониторинг запасов позволяет анализировать измерения в объемах, планировать работы при добыче и переработках материалов.
Картинка: Результаты обработки данных в ПО DroneDeploy для определения объемов и площади карьера на Мальте
Тот же метод применяется в изучении размеров карьеров и других топографических объектов. Программная обработка рассчитывает объем карьеров в пустом пространстве, после оценивается объем карьера с наличием материала, оценивается точность выполнения работ и контролируется производительность.
Использование БПЛА для проведения магнитометрической съемки обладает рядом особых преимуществ
- возможность выполнять до 20 вылетов в день и обследовать до 200 километров территории;
- точность измерений до сантиметра вне зависимости от сложности рельефа;
- непрерывная работа в сложных условиях, в труднодоступных местах;
- в зависимости от сложности рельефа учет особенностей ландшафта, что позволяет значительно снизить вероятность повреждений оборудования;
- возможность построения трехмерных моделей участков, объектов, топографических карт;
- высококачественная съемка;
- полет на максимально низких высотах;
- возможность использования полезной нагрузки из LiDaR-датчиков, магнитометров и иного вспомогательного оборудования для выполнения точных работ.
Благодаря применению БПЛА-систем перед геологами открываются новые возможности проведения исследований скрытых месторождений. Одним из наиболее перспективных и принципиально новых можно считать такое направление как геомагнитная томография. Этот метод основывается на возможности проводить магнитную съемку одной и той же территории на разных высотных отметках относительно поверхности земли. Это позволяет более подробно рассмотреть магнитные поля в верхнем (над поверхностью земли) и нижнем (под землей) полупространствах и провести их реконструкцию. В результате возможно представить картину магнитного поля, включая аномальные участки, в полном объеме. Такой подход позволяет резко повысить точность интерпретации геомагнитных данных.
Вместо вывода
Сегодня беспилотные технологии — уже не фантастика. Дроны прочно вошли в нашу жизнь, особенно когда речь идет об исследовании крупных участков со сложным рельефов и проведении работ в короткие сроки. Применение БПЛА позволяет ресурсодобывающим компаниям значительно экономить время при планировании и выполнении работ, избавляет от крупных финансовых затрат на людей, оборудование, тяжелую воздушную технику и программное обеспечение, а также повышает эффективность за счет точности выполнения полевых работ.
Беспилотники открывают возможности обследовать территории, ранее недоступные для ученых и специалистов в области, тем самым открывая новые возможности и новые перспективы. Вместе с тем существуют и риски, связанные в частности с необходимостью принятия решению по перепрофилированию собственных специалистов, предоставляющих услуги, обучению и переподготовке, организации исследований с использованием БПЛА, в том числе закупка оборудования, обслуживание, хранение. Другим и более привлекательным решением является найм сотрудников со стороны из компаний, предоставляющих услуги по применению беспилотных систем и оборудования. Такие услуги предоставляет компания Skymec со штатными специалистами в области геодезии, геологии и картографии.
Так, пока инвесторы и геологоразведчики будут стремиться к получению комплексной информации по интересующим их объектам, распространение БПЛА в отрасли будет приобретать более массовый характер. Более того, все чаще полученные дронами данные начинают использовать для продвижения и рекламы проектов, поэтому с точки зрения инвестиций становится как никогда важно понимать основы работы беспилотных летательных аппаратов, их ограничения и преимущества.
Готовые решения:
Phantom 4 RTK - Компактное картографическое решение
Matrice 300 RTK + Zenmuse P1 - Полнокадровое решение для фотограмметрии
Matrice 300 RTK + Zenmuse L1 - Полнокадровое решение для фотограмметрии
Matrice 300 RTK + Zenmuse H20T - Решение для теплового картирования
