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

¿Por qué el levantamiento LiDAR es la mejor solución para optimizar las operaciones mineras?

Las minas están en constante producción, lo que se traduce en un terreno siempre cambiante, por lo que requieren la recopilación y el procesamiento de grandes cantidades de información con gran precisión. En el caso de las minas de carbón o de mineral 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 GNSS, estación total y otros equipos, lo que obliga a los topógrafos a desplazarse al lugar para realizar las mediciones, pero no suele ser seguro y requiere mucho tiempo. Además, los resultados de los datos no pueden visualizarse globalmente; sólo están representados por varios puntos únicos medidos en 3D, lo que dificulta el cumplimiento de los requisitos digitales de las minas modernas en cuanto a actualizaciones rápidas. Pero las soluciones LiDAR UAV pueden ayudar a superar la topografía desafiante, las condiciones peligrosas y otros problemas típicos de los emplazamientos mineros.

Light Laser Detection and Ranging (LiDAR) es una de las tecnologías más punteras en el campo de la topografía y la cartografía en la actualidad. Instalado en un dron para levantamientos mineros, permite medir las coordenadas tridimensionales de objetos sobre el terreno, penetrar en la vegetación y aplicar un método de filtrado de nubes de puntos para generar un MDT de alta precisión. La topografía aérea elimina los problemas de seguridad de los topógrafos in situ, y solo se tarda entre minutos y horas en completar la medición de todo el emplazamiento, lo que mejora significativamente la eficiencia de la producción.

Figura 1. Vista aérea de la mina. Vista aérea de la explotación minera.

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

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

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

• El BB4 UAV es un sistema de aeronaves no tripuladas 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 una carga útil de hasta 7 kg.

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

Figura 2. El UAV BB4 y el LiDAR AA450 realizan un reconocimiento aéreo.

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

Transferir los datos en bruto del láser y la cámara, fusionarlos con la trayectoria INS utilizando 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 sin procesar de los sistemas LiDAR de CHCNAV. CoPre permite el procesamiento automatizado de nubes de puntos, la georreferenciación de imágenes, la coloración de nubes 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 eficiente algoritmo de ajuste de franjas y mejorar la precisión absoluta de la nube de puntos con GCP.

Figura 3. Nube de puntos de una parte de una explotación minera 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 con un solo clic de CoPre durante el procesamiento. El módulo de procesamiento de imágenes puede organizar automáticamente las fotos y colorear las nubes de puntos en segundo plano.

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

Paso 3. Calcular el volumen del emplazamiento minero utilizando el software Global Mapper.

Importación de datos de nubes de puntos, extracción de partes de nubes de puntos del terreno, selección o importación de líneas de alcance a medir, generación de resultados de cálculo de volumen y salida de informes.

Figura 5 El proceso de cálculo de volumen para el emplazamiento minero en el software Global Mapper.

Tabla 1. Parámetros finales de la zona minera, extraídos del informe

Los responsables de las explotaciones mineras elogian el valor de los estudios LIDAR con UAV en sus operaciones cotidianas

La adopción de tecnologías de adquisición de datos 3D basadas en drones es ahora un elemento necesario para optimizar las operaciones mineras. Las soluciones LiDAR UAV de CHCNAV desempeñan un papel activo en la digitalización del mantenimiento y las operaciones de las minas al proporcionar acceso a una adquisición y un 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 sensores GNSS de precisión milimétrica hasta escáneres ultraprecisos de largo alcance, para la adquisición masiva de datos 3D en áreas pequeñas o grandes.

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Acerca de CHCNAV

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