Cartografía topográfica con UAV LiDAR para aumentar el rendimiento de las operaciones mineras

2022-06-17

¿Por qué el estudio LiDAR es la solución más adecuada para optimizar las operaciones mineras?

Las minas están en constante producción, lo que se traduce en un terreno siempre cambiante, y por lo tanto requieren la recopilación y el procesamiento de grandes cantidades de información con gran precisión. En el caso de las minas de carbón o de hierro, las mediciones inexactas dan lugar a operaciones ineficaces y pueden incluso afectar al resultado y la calidad del proyecto.

Los métodos de medición tradicionales utilizan principalmente el GNSS, la estación total y otros equipos, lo que requiere que los topógrafos se desplacen al lugar para realizar las mediciones, pero normalmente no es seguro y requiere mucho tiempo. Además, los resultados de los datos no pueden visualizarse de forma global; sólo se representan mediante varios puntos medidos en 3D, lo que dificulta el cumplimiento de los requisitos digitales de las minas modernas para su rápida actualización. Pero las soluciones LiDAR de los UAV pueden ayudar a superar la topografía desafiante, las condiciones peligrosas y otros problemas típicos de las minas.

El sistema de detección y medición por láser (LiDAR) es una de las tecnologías más avanzadas en el campo de la topografía y la cartografía. Instalado en un dron para el reconocimiento de minas, permite medir las coordenadas tridimensionales de los objetos sobre el terreno, penetrar en la vegetación y aplicar un método de filtrado de nubes de puntos para generar un DTM de alta precisión. La topografía aérea elimina los problemas de seguridad de los topógrafos in situ, y sólo se tarda de unos minutos a unas horas en completar la medición de todo el emplazamiento, lo que mejora significativamente la eficiencia de la producción.

Figura 1: Vista aérea de la explotación minera.

El estudio de caso se llevó a cabo en el entorno típico de una mina para producir un modelo tridimensional real del emplazamiento actual, en sustitución de los típicos dibujos y fotos bidimensionales de CAD. En este proyecto se utilizaron el UAV BB4, el escáner LiDAR AlphaAir 450 y el software CoPre de CHCNAV y el software Global Mapper de Blue Marble Geographics.

¿Cómo realizar un estudio LiDAR de una mina en 3 pasos?

Paso 1. Realice el estudio aéreo con un paquete de alto rendimiento, como el UAV BB4 de CHCNAV y el LiDAR AA450.

• El BB4 UAV es un sistema UAV de alta gama diseñado para aplicaciones industriales profesionales. El casco con brazos y antenas preinstalados reduce el tiempo necesario para la configuración, haciendo que la plataforma esté lista para su uso en sólo 2 minutos con la opción de instalar varias cámaras y lidar con hasta 7 kg de carga útil. 

• AlphaAir 450 es un sistema LiDAR aerotransportado con IMU de alta precisión, GNSS, escáner 3D avanzado y cámara de 26 MP de calidad industrial, que se utiliza para realizar estudios mineros, inspección de líneas eléctricas, cartografía topográfica, estudios agrícolas y forestales, etc. Este sistema todo en uno, ligero, robusto y fácil de usar, ofrece capacidades de alta precisión a un precio asequible. Se incluye con CoPre, un potente y preciso software de procesamiento de nubes de puntos en 3D.  

Figura 2: El UAV BB4 y el escáner LiDAR AA450 realizando el reconocimiento aéreo.

Paso 2. Procesamiento de datos para generar la nube de puntos 3D del emplazamiento.

Transferir los datos brutos del láser y la cámara, fusionarlos con la trayectoria del INS mediante el software CoPre y generar los archivos en formato LAS en el sistema de coordenadas requerido.

• CoPre es un software de escritorio que proporciona acceso instantáneo a todos los datos en bruto de los sistemas LiDAR de CHCNAV. CoPre admite el procesamiento automatizado de la nube de puntos, la georreferenciación de imágenes, la coloración de la nube de puntos, el mapa de profundidad y la salida de resultados con un solo clic. Para los expertos que valoran la calidad de los datos, CoPre ofrece un procesamiento avanzado. Puede resolver el problema de estratificación de múltiples nubes de puntos, mejorar la precisión relativa mediante un algoritmo eficiente de ajuste de franjas y mejorar la precisión absoluta de la nube de puntos con GCPS.

Figura 3: Nube de puntos de una parte del emplazamiento minero generada en el software CoPre.

También es posible colorear la nube de puntos con colores reales utilizando la función de sombreado de un clic de CoPre durante el procesamiento. El módulo de procesamiento de imágenes puede organizar automáticamente las fotos y las nubes de puntos de color en segundo plano.

Figura 4: Nube de puntos del yacimiento minero con la coloración RGB realizada en el software CoPre.

Paso 3.  Calcule el volumen del emplazamiento de la mina utilizando el software Global Mapper.

Importación de los datos de la nube de puntos, extracción de las partes de la nube de puntos del suelo, selección o importación de las líneas de distancia a medir, generación de los resultados del cálculo del volumen y salida del informe.

Figura 5: Cálculo del volumen del emplazamiento minero en el software Global Mapper.

TABLA 1. Los parámetros finales de la zona de explotación minera, extraídos del informe

Los responsables de las minas elogian el valor de los estudios LIDAR con UAV en sus operaciones diarias

La adopción de tecnologías de adquisición de datos en 3D basadas en drones es ahora un elemento necesario para optimizar las operaciones mineras. Las soluciones LiDAR para UAV de CHCNAV desempeñan un papel activo en la digitalización del mantenimiento y las operaciones de las minas al proporcionar acceso a la adquisición y el procesamiento eficaces de datos espaciales 3D de múltiples fuentes. La División de Cartografía Móvil de CHCNAV hace que este proceso de digitalización sea accesible y asequible mediante la fusión de tecnologías, desde los sensores GNSS de precisión milimétrica hasta los escáneres ultraprecisos de largo alcance, para la adquisición de datos 3D masivos en áreas pequeñas o grandes.

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Fundada en 2003, CHC Navegación (CHCNAV) crea innovadoras soluciones de navegación y posicionamiento GNSS para hacer más eficiente el trabajo de los clientes. Los productos y soluciones de CHCNAV cubren múltiples industrias como la geoespacial, la construcción, la agricultura y la marina. Con una presencia mundial y distribuidores en más de 120 países y más de 1.500 empleados, CHC Navigation está reconocida como una de las empresas de más rápido crecimiento en el campo de la tecnología geomática. Para más información sobre CHC Navigation [Huace:300627.SZ], visite: https://chcnav.com/es/about-us/overview  

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