Получение изображений и данных для горнодобывающей промышленности с дронов, например, при добыче и обработке полезных ископаемых, а также карьерных работах — безопаснее, быстрее и точнее.
Получение с дронов изображений и данных для горнодобывающей промышленности (в частности, расчет объемов и проверка соответствия классификации) все чаще рекламируют как более безопасный, быстрый и точный подход. Руководители операций по добыче полезных ископаемых могут использовать такие данные для создания цифровой карты существующих условий и объемов запасов для эффективного управления запасами, прогнозирования производства и аудита.
GEO Jobe, Нэшвилл, Теннеси — поставщик геопространственных данных. Эта компания помогла перейти на беспилотную съемку одной инженерно-геодезической компании, ответственной за поддержку добычи полезных ископаемых на одном из горнодобывающих объектов в США. В рамках переходного процесса GEO Jobe сравнила методы сбора и обработки данных о запасах с помощью беспилотников и те, которые использовались клиентом ранее.
Информация о проекте
| Организация | Geo Jobe |
| Страна | США |
| Отрасль | Добыча полезных ископаемых, геодезия |
| Камера | DJI Phantom 4 Pro – 20-мегапиксельная камера |
| Количество опорных точек | 10 |
| Точность | 1,27 см - 1,9 см (0,5-0,75 дюймов) по горизонтали и 2,5 - 3,81 см (1 -1,5 дюйма) по вертикали |
Ограничения при использовании наземных методов
Ведение операций по добыче полезных ископаемых требует данных высокой точности. Должно быть известно количество залежей, объемы производства, а также требуется возможность отслеживания хода работ в целях инвентаризации и налогообложения.
Раньше геодезическая компания, регулярно измерявшая запасы, − а некоторые из сооружений достигали в высоту 15 м (50 футов), − проводила измерения на месте вручную с помощью нивелиров и GPS-устройств. Этот метод оказался трудоемким, неоперативным и небезопасным.
Разумеется, взбираться на высокие насыпи рыхлого гравия, камней или песка, неся с собой нивелиры и приемники, — опасно для группы геодезистов. Кроме того, проблема заключалась в том, что на заводе ежедневно прекращались работы по добыче полезных ископаемых, в то время как группы геодезистов находились на месте, чтобы измерить запасы. Обычно дело занимало несколько часов, потому что очень часто эти замеры приводили к нарушениям устойчивости насыпей, вызывая оползни, которые приводят к смешению запасов из разных насыпей.
Несколько лет назад исследовательская группа перешла на технологию лазерного сканирования, чтобы ускорить процесс. С помощью сканера специалист обрабатывает плотное облако 3D-точек, содержащее миллионы объектов наблюдения, затем с помощью программного обеспечения для пост-обработки вычислит разрез, содержание и общий объем насыпи. Этот метод, безусловно, не так опасен, как замеры непосредственно на месте, занимает значительно меньше времени и не требует прямого вмешательства, как традиционные подходы.
Однако, поскольку сканер находится на земле и сканирует верхнюю поверхность насыпи с боков, измерения высоких насыпей дают неточные результаты из-за возможных углублений. Углубления появляются при провалах, создавая чашеобразные провалы в насыпи.
Преимущества картографирования с помощью дрона
В 2017 году в рамках параллельного сравнения с упомянутыми выше методами лазерного сканирования, GEO Jobe заключили контракт на выполнение работ с помощью дрона, оснащенного 20-мегапиксельной камерой. Время полета дрона составило около 20 минут. С точки зрения точности, заказчику требовалась разрешающая способность в 1,27 см - 1,9 см (0,5-0,75 дюймов) по горизонтали и 2,5 - 3,81 см (1 -1,5 дюйма) по вертикали. В конечном итоге должна появиться таблица расчетов объема и измеряемая 3D-модель.
Для фотограмметрической пост-обработки и формирования облаков точек команда GEO Jobe выбрала Pix4Dmapper.
Насыпи запасов с вершинами неправильной формы, смоделированные с помощью Pix4Dmapper. Изображение предоставлено Geo Jobe
«Мы используем программное обеспечение Pix4Dmapper для фотограмметрической обработки и формирования облаков точек. Это идеальное решение, оснащенное надежным функционалом, позволяющее нашей команде последовательно получать высококачественные и точные результаты — то, что обычно ждут от нас заказчики» — рассказывает Джефф Лоуренс, глава отдела по развитию бизнеса GEO Jobe UAV.
Наиболее важным качеством программного обеспечения для пост-обработки является его совместимость с существующим оборудованием GEO Jobe. Лоуренс добавляет: «Нам нравится, что Pix4D дает нам возможность обрабатывать изображение с настольного компьютера, так эффективнее управлять данными и временем хода работ».
Вторым критическим фактором для GEO Jobe является возможность вручную выбирать наземные контрольные точки (GCPs). В этом проекте их понадобилось 10. «Контрольные точки крайне важны в процессе картографирования, — считает Лоуренс, — благодаря Pix4Dmapper мы можем зафиксировать такие контрольные точки согласно нашему опыту и применяемым техникам, гарантируя точность по горизонтали и вертикали, которые так необходимы нашему заказчику».
Методы сбора и обработки данных, применяемые командой, должны доказать свою эффективность при параллельном сопоставлении.
Сравнение на практике
В рамках параллельного сравнения инженер, работающий с лазерным сканером, рассчитал объемы запасов, в то время как GEO Jobe выполняла полет над двумя большими насыпями пород.
Команда GEO Jobe смогла с высокой точностью передать состояние поверхности, полученные данные можно использовать для расчета объемов, оценки запасов и уточнения требований по налоговым обязательствам.
Сравнение объемов запасов, полученных обоими методами
Как мы и думали заранее, фотограмметрия от Pix4Dmapper показала меньшие объемы обеих насыпей из-за углублений верхних поверхностей, которые дали погрешность при лазерном сканировании. Кроме того, картографирование с помощью беспилотника заняло меньше времени, чем с помощью наземного сканера, получаются более точные расчеты.
Расчет объема в программном обеспечении Pix4Dmapper. Изображение предоставлено Geo Jobe
Сегодня компания GEO Jobe заключила контракт на регулярный сбор данных и статистики по объемам запасов, чтоб провести сравнительное исследование. Работы ведутся также на трех участках в других штатах.
