Технология мониторинга открытых горных работ с применением беспилотного летательного аппарата Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

ТЕХНОЛОГИЯ МОНИТОРИНГА ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ С ПРИМЕНЕНИЕМ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Сергей Николаевич Бабаев

Национальный Исследовательский Иркутский Государственный Технический Университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова 83, аспирант кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел. 8-924-601-11-25, e-mail: sn_babaev@mail.ru

Настоящая статья ознакомит с возможностью применения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для мониторинга открытых горных работ. Одной из задач работ являлось изучение возможности и оценка точности построения крупномасштабной цифровой объёмной модели поверхности карьера.

Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, цифровая модель рельефа.

MONITORING TECHNOLOGY SURFACE MINING WITH UNMANNED AERIAL VEHICLES

Sergey N. Babaev

National Research Irkutsk State Technical University, 664074, Russia, Irkutsk, 83 Lermontov, Irkutsk, postgraduate, department of Mine surveying and Geodesy, tel. 8-924-601-11-25, e-mail: sn_babaev@mail. ru

This article will acquaint you with the possibility of using unmanned aerial vehicles (UAVs) to monitor the open pit mining. One of the objectives is to study the possibilities and build a large-scale evaluation of the accuracy of digital three-dimensional model surface pit.

Key words: unmanned aerial vehicle, a digital elevation model.

Настоящая статья знакомит с опытом развития технологий ДЗЗ на базе беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для мониторинга открытых горных работ.

Развивая направление мониторинга компанией ООО «Байгео» была разработана технология, предназначенная для разового или периодического мониторинга объектов горной промышленности (карьеры, отвалы, строительные площадки). Картирование карьеров и отвальных комплексов на горных предприятиях выполняется с помощью БПЛА-комплекса Geoscan 101, представленного на рис.1.

Данная технология включает:

• аэрофотосъемку объекта с помощью БЛА;

• автоматическую обработку материалов аэрофотосъемки с помощью ПО Agisoft PhotoScan с получением высокоточной ЭБ-модели объекта, ортофотоплана и матрицы высот;

• автоматический анализ данных.

Рис. 1. БПЛА комплекс «Геоскан101»

Комплекс GeoScan 101 предназначен для работ на относительно небольших объектах. Он выполняет аэрофотосъемку с высоты от 100 до 1000 м на скорости 60 км/час в течение 40-60 минут. За один полет GeoScan 101 может обследовать объект площадью 2-3 квадратных километра или линейный объект протяженностью 15-20 км. За световой день можно выполнить 4-6 полетов.

Касаясь конструктивных особенностей, планер беспилотника выполнен: крылья изготовлены из легкого и прочного материала Еіарог, за счет эластичности материала они не повреждаются при посадке на неподготовленные площадки. Фюзеляж GeoScan 101 изготовлен из кевлара. Старт беспилотника осуществляется с катапульты, посадка - на парашюте.

БПЛА оборудуется фотоаппаратом Бопу №х 5 разрешением 16 МПикс и ГлонассЮРБ приемником для определения координат центров фотографирования.

Программное обеспечение Agisoft Р^оБеап позволяет по материалам съемки (фотоснимки, координаты центров фотографирования и опорных точек) получать высокоточные геопривязанные 3Б-модели объектов, истинные ортофотопланы (рис. 2) и матрицы высот (рис.3). Обработка выполняется в автоматическом режиме.

Точность ортофотоплана и матрицы высот составляет 2 пикселя исходных кадров (10-20 см).

В процессе проведения работ по построению ортофотоплана создаются наземные опознаки (рис.4), координаты центров которых определяются инструментально перед проведением АФС работ.

Полученная трехмерная модель позволяет оперативно вести подсчет объемов отвалов горных пород. Кроме этого, модель может является вспомогательным материалом при планировании горных работ и формировании отвального комплекса.

Рис. 2. Ортофотоплан участка работ Рис. 3. Матрица высот

Рис. 4. Опознак

Таким образом, за счет высокой детальности снимков и оперативности работ, полученные с применением БПЛА комплекса данные, позволяют уже сего-

дня предложить для горных и геологических предприятий технологию оперативного решения целого ряда задач:

• осуществление мониторинга опасных участков открытых горных работ;

• определение объемов и планирование расположения отвалов пустых пород;

• построение трехмерных моделей карьеров для создания основы при проектировании горных работ на последующий период;

• контроль соответствия объектов проектным решениям;

• тепловизионная съёмка самовозгорания отвалов;

• контроль соблюдения техники безопасности на горном предприятии, хвостохранилищах, промышленных площадках и вахтовых поселках при отработке месторождения.

Это особенно актуально для крупных предприятий с высокой скоростью движения фронта работ. В частности, существует потребность контроля оползней в отвалах пустых пород. Визуально не всегда возможно определить наличие движения больших масс породы, а иногда и физически невозможно из -за значительного объема отвалов и большой удаленности от наземных точек наблюдения. Комплекс БПЛА позволяет решать данную задачу, производя наблюдения за интересующими участками с требуемой периодичностью.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Семенов А.Е. TopoAxis - Склейка карт в автоматическом режиме — Рго8у81еш8 ССТУ, 2008.

2. ОБОБСЛК - аэрофотосъемочные комплексы GeoScan [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.geoscan.aero/

© С.Н. Бабаев, 2013