Faire en jour une semaine de travail : Supervision d'une mine à ciel ouvert avec le système LiDAR AU20
L'acquisition de données fiables et précises pour des objectifs de surveillance dynamique est depuis longtemps un défi pour l'industrie minière. Conscients de l'importance de fournir des informations essentielles aux spécialistes de la gestion des mines, de l'ingénierie, de l'exploration et des opérations, nous nous sommes engagés dans une mission visant à relever ce défi et à fournir des solutions efficaces permettant de prendre des décisions opérationnelles éclairées et de réaliser des gains d'efficacité élevés.
Dans le paysage actuel, la technologie UAV LiDAR apparaît comme un outil essentiel pour la prospection, l'évaluation, le développement et l'exploitation des ressources minérales. Cette technologie de pointe offre plusieurs avantages par rapport aux techniques traditionnelles de topographie, notamment une collecte et un traitement plus rapides des données, une plus grande précision, une sécurité opérationnelle accrue et, en fin de compte, une base plus solide pour les décisions de gestion et un meilleur retour sur investissement.
RELEVER LE DÉFI D'UNE SUPERVISION DYNAMIQUE EFFICACE DANS UNE MINE À CIEL OUVERT
Dans cette étude de cas, nous abordons les défis d'un projet dynamique de surveillance des ressources minérales en Mongolie. L'objectif était de produire des données de nuages de points, des cartes ortho-photographiques numériques (DOM) et des modèles numériques d'élévation (DEM) très précis pour une vaste mine à ciel ouvert couvrant une superficie de 3 km2 et une profondeur de 200 mètres.
Avec un flux continu de machines et un trafic constant sur le site de la mine, le temps était un facteur essentiel. L'utilisation d’un dispositif de circulation sur site a rendu indispensables des mises à jour régulières des données de terrain. Le projet nécessitait le respect de délais stricts pour la surveillance dynamique et la fourniture de données très précises, ce qui représentait un défi de taille.
Les opérateurs internes et externes utilisent traditionnellement des stations totales, des scanners laser terrestres et des antennes GNSS RTK. Toutefois, ces méthodes nécessitent environ une semaine pour compléter l'enquête. Ce délai ne répondait pas aux exigences et une solution plus efficace était nécessaire pour fournir des données exactes.
SURMONTER LES DIFFICULTÉS DE LA CARTOGRAPHIE DES MINES GRÂCE À LA TECHNOLOGIE AÉROPORTÉE
Pour atteindre les objectifs du projet, nous avons utilisé les dernières technologies en associant le drone BB4, le système LiDAR AlphaUni 20 et les logiciels CoPre et CoProcess.
L'AlphaUni 20 (AU20) marque une nouvelle ère dans le domaine des systèmes cartographiques mobiles multi-plateformes, économiques et haut de gamme. Ses capacités exceptionnelles permettent d'obtenir des données de qualité supérieure et d'accroître l'efficacité des levés grâce à la portée étendue, à la haute précision et à la densité des données. L'AU20 fournit des nuages de points précis et des images à haute résolution pour une large gamme d'applications.
Figure 1 : Le drone BB4, le système LiDAR AlphaUni 20 et les logiciels de CHCNAV.
Dans cette application, le système LiDAR AlphaUni 20 est associé à un logiciel de traitement de données avancé, CoPre, pour permettre une modélisation conjointe et transparente des nuages de points et des images. En outre, le logiciel CoProcess joue un rôle essentiel dans l'extraction automatique et efficace des lignes de pente supérieures et inférieures. En comparant des données sur plusieurs périodes, il permet un calcul automatique de haute précision de la quantité de volume, fournissant des résultats le jour même de l'acquisition des données.
Le processus global et le calendrier de l'opération se sont déroulés comme suit :
1) Préparation : quelques minutes pour installer l'AU20 sur le drone BB4.
Figure 2 : L'AlphaUni20 installé sur le drone BB4 pour l'étude de la mine à ciel ouvert en Mongolie.
2) Collecte de données sur le terrain : 90 minutes pour deux missions aéroportées.
Les capacités de balayage LiDAR à longue portée de l'AlphaUni 20 sont impressionnantes, atteignant jusqu'à 1450 m avec un large champ de vision (FOV) de 360°. Ses capacités de mesure à grande vitesse de 2 millions de points par seconde sont rendues possibles par un miroir à rotation continue de 200 Hz. Cette technologie permet d'obtenir des détails plus précis pour toutes les tâches topographiques essentielles.
L'AU20 est complété par le drone BB4, conçu spécifiquement pour les applications professionnelles. Avec ses capacités de décollage et d'atterrissage automatiques, le drone BB4 rationalise les opérations et garantit une grande facilité d'utilisation. Sa conception modulaire avec des bras et des antennes préinstallés réduit considérablement le temps d'installation, permettant à la plateforme d'être opérationnelle en seulement 2 minutes.
3) Traitement des données : 160 minutes pour le traitement de l'information.
Figure 3 : Traitement des données dans le logiciel CoPre.
Après la collecte des données, la carte mémoire de l'AU20 a été récupérée et le logiciel CoPre a copié les informations de manière automatique et transparente. Le logiciel a généré efficacement des données de nuages de points et des cartes orthophotographiques numériques (DOM), terminant le processus en environ 130 minutes.
Figure 4 : Les résultats des données du nuage de points de la zone du site d'étude.
Figure 5 : Cartes orthophotographiques numériques de la zone du site d'étude.
L'étape suivante a consisté à débruiter et à filtrer le nuage de points à l'aide du logiciel CoProcess, qui a rapidement généré un modèle numérique d'élévation (MNE) très précis en un seul clic. Il est remarquable que le traitement des 8 Go de données de nuages de points ait été réalisé en seulement 20 minutes.
Figure 6 : Le modèle numérique d'élévation du site.
Un modèle de fusion (FUM) a été généré, intégrant à la fois les données de la carte orthophotographique numérique (DOM) et du modèle numérique d'élévation (DEM). Ce modèle fusionné a permis d'identifier avec précision et exactitude les lignes supérieures et inférieures des pentes.
Figure7. Le modèle fusionné DOM et DEM pour la zone du site d'étude.
Figure 8 : De gauche à droite : le contrôle des lignes de pente dans le CAD ; les différentes périodes d'analyse des données et la génération des données des lignes de pente dans CoProcess.
En utilisant les données du nuage de points collectées à différents intervalles, les calculs de remplissage/excavation et de volume total ont été réalisés efficacement en seulement 10 minutes.
Les capacités de l'AU20 ont permis l'acquisition aisée de surfaces terrestres et la génération de modèles numériques d'élévation (MNE) et de modèles numériques de surface (MNS) précis, même dans les environnements les plus difficiles.
BÉNÉFICIER DE DONNÉES DE QUALITÉ ET D'UNE MEILLEURE BASE DÉCISIONNELLE
Ce projet en Mongolie a été réalisé en seulement 2 missions de vol, prenant un total de 90 minutes pour compléter la collecte de données pour l'ensemble du site de 3 km². L'opération a impliqué une équipe de deux personnes chargée du travail de bureau. Un membre de l'équipe était responsable du prétraitement des données dans CoPre, qui a pris environ 130 minutes pour générer des données de nuages de points et DOM. Pendant ce temps, l'autre membre de l'équipe a utilisé CoProcess pour le post-traitement des données, la génération de MNE, l'identification des lignes de pente supérieures et inférieures, le calcul de la quantité de volume et d'autres tâches connexes, le tout réalisé en 30 minutes.
En utilisant le système LiDAR à longue portée AU20, ce projet a permis d'améliorer de 5 fois l'efficacité globale du levé topographique de la mine par rapport aux méthodes traditionnelles.
Avec une fréquence de 2 millions de points par seconde, l'AU20 reproduit efficacement la forme de la surface de la mine, tandis que sa répétabilité de 5 mm garantit la précision nécessaire à la production d'une carte topographique au 1:500. La solution mise en œuvre fournit un certain nombre de résultats opérationnels, notamment
- Cartes topographiques à des fins opérationnelles.
- Des données de haute précision pour permettre la conduite automatique des véhicules miniers.
- Un support technique solide pour une supervision dynamique.
- Augmentation de l'efficacité et de la fiabilité des décisions, réduction des risques de sécurité pour le personnel et les équipements.
Les solutions innovantes de topographie et de cartographie, telles que l'AU20 de CHC Navigation, offrent aux entreprises et aux organisations gouvernementales des possibilités inégalées pour améliorer de manière significative la performance des projets en termes de temps, de coût et de qualité.
CHC Navigation et ses partenaires locaux sont à votre disposition pour discuter de vos défis opérationnels. Nous vous invitons à nous poser vos questions et sommes convaincus que notre expertise pourra bénéficier à votre organisation.
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A propos de CHCNAV
CHC Navigation (CHCNAV) crée des solutions innovantes de cartographie, de navigation et de positionnement pour rendre le travail des clients plus efficace. Les produits et solutions CHCNAV couvrent de multiples secteurs tels que le géospatial, la construction, l'agriculture de précision et l’hydrographie. Avec une présence mondiale et des distributeurs dans plus de 120 pays et plus de 1,700 employés, CHC Navigation est aujourd'hui reconnue comme l'une des entreprises à la croissance la plus rapide dans le domaine des technologies géomatiques. Pour plus d'informations sur CHC Navigation [Huace:300627.SZ], visitez notre site: https://chcnav.com/fr/about-us/overview
2023-08-11