Cartographie avec UAV LiDAR pour augmenter le rendement des opérations minières

2022-06-16

Pourquoi les levés LiDAR sont la solution idéale

pour optimiser les opérations minières ?

Les mines sont en production constante, ce qui se traduit par un terrain en évolution permanente, et nécessite donc la collecte et le traitement de grandes quantités d'informations avec une grande précision. Dans le cas des mines de charbon ou de fer, des mesures inexactes entraînent des exploitations moins efficaces et peuvent même affecter le résultat et la qualité du projet.

Les méthodes de mesure traditionnelles utilisent principalement le GNSS, la station totale et d'autres équipements. Les topographes doivent se rendre sur le site pour effectuer les mesures, mais cette méthode n'est généralement pas sûre et prend beaucoup de temps. En outre, les résultats des données ne peuvent pas être visualisés globalement ; ils sont juste représentés par plusieurs points de mesure 3D uniques, ce qui entraîne des difficultés pour répondre aux exigences numériques des mines en matière de mises à jour rapides. Mais les solutions UAV LiDAR peuvent aider à surmonter les topographies difficiles, les conditions dangereuses et d'autres problèmes typiques des sites miniers.

Le système de détection et de télémétrie par laser (LiDAR) est l'une des technologies les plus avancées dans le domaine de la topographie et de la cartographie. Installé sur un drone pour les relevés de mines, il permet de mesurer les coordonnées tridimensionnelles des objets au sol, de pénétrer la végétation et d'appliquer une méthode de filtrage des nuages de points pour générer un MNT de haute précision. La cartographie aérienne élimine les problèmes de sécurité pour les topographes sur le terrain, et il ne faut que quelques minutes à quelques heures pour effectuer la mesure de l'ensemble du site, ce qui améliore considérablement l'efficacité de l’exploitation.

Figure 1 : Vue aérienne du site minier.

L'étude de cas a été réalisée dans l'environnement typique d'un site minier afin de produire un modèle tridimensionnel réel du site actuel, remplaçant les dessins CAO et les photos 2D habituels. Le drone BB4, le scanner LiDAR AlphaAir 450 et les logiciels CoPre de CHCNAV et Global Mapper de Blue Marble Geographics ont été utilisés dans ce projet.

Comment réaliser un relevé LiDAR d'un site minier en 3 étapes ?

Étape 1. Effectuer le levé aérien avec un ensemble performant, tel que le drone BB4 et le LiDAR AA450 de CHCNAV.

• Le drone BB4 est un système sans pilote haut de gamme conçu pour les applications industrielles professionnelles. La structure avec bras et antennes préinstallés réduit le temps nécessaire à l'installation, rendant la plateforme prête à l'emploi en seulement 2 minutes, avec la possibilité d'installer diverses caméras et lidar avec une charge utile pouvant atteindre 7 kg. 

• L'AlphaAir 450 est un système LiDAR aéroporté intégrant un IMU de haute précision, un GNSS, un scanner 3D et une caméra 26 MP de qualité industrielle. Il est utilisé pour les études minières, l'inspection des lignes électriques, la cartographie topographique, les études agricoles et forestières, etc. Ce système tout-en-un, léger, robuste et facile à utiliser offre des capacités de haute précision à un prix abordable. Il est fourni avec le CoPre, un logiciel de traitement des nuages de points 3D puissant et précis.  

Figure 2 : Le drone BB4 et le scanner LiDAR AA450 effectuant le relevé aérien.

Étape 2. Traitement des données pour générer le nuage de points 3D du site.

Transférer les données brutes du laser et de la caméra, fusionner-les avec la trajectoire INS à l'aide du logiciel CoPre et générer les fichiers au format LAS dans le système de coordonnées requis.

• CoPre est un logiciel de bureau, qui fournit un accès instantané à toutes les données brutes des systèmes LiDAR de CHCNAV. CoPre prend en charge le traitement automatisé du nuage de points, le géoréférencement des images, la colorisation du nuage de points, la carte d’élévation et la sortie des résultats en un seul clic. Pour les experts qui attachent de l'importance à la qualité des données, CoPre propose un traitement avancé. Il peut résoudre le problème de la superposition de plusieurs nuages de points, améliorer la précision relative grâce à un algorithme efficace d'ajustement des bandes, et augmenter la précision absolue du nuage de points avec les GCP.

Figure 3 : Nuage de points d'une partie du site minier généré dans CoPre Software

Il est également possible de coloriser le nuage de points avec des couleurs réelles en utilisant la fonction d'ombrage en un clic de la CoPre pendant le traitement. Le module de traitement des images peut organiser automatiquement les photos et les nuages de points en couleur en arrière-plan.

Figure 4 : Nuage de points du site minier avec la colorisation RVB réalisée dans le logiciel CoPre.

Étape 3.  Calculer le volume du site minier à l'aide du logiciel Global Mapper.

Importation de données de nuages de points, extraction de parties de nuages de points au sol, sélection ou importation de lignes de distance à mesurer, génération de résultats de calcul de volume et sortie de rapport.

Figure 5 : Calcul du volume pour le site minier dans le logiciel Global Mapper.

TABLEAU 1. Les paramètres finaux de la zone du site minier, extraits du rapport.

Les gestionnaires de sites miniers font l'éloge des avantages des levés UAV LIDAR dans leurs opérations quotidiennes.

L'adoption de technologies d'acquisition de données 3D par drone est désormais un élément nécessaire à l'optimisation des opérations minières. Les solutions UAV LiDAR de CHCNAV jouent un rôle actif dans la numérisation de la gestion et de l'exploitation des mines en donnant accès à une acquisition et un traitement efficaces de données spatiales 3D multi-sources. La Division Cartographie Mobile de CHCNAV rend ce processus de numérisation accessible et abordable en fusionnant les technologies, des capteurs GNSS de précision millimétrique aux scanners ultra-précis à longue portée, pour l'acquisition de données 3D de masse sur de petites ou grandes surfaces.

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CHC Navigation (CHCNAV) crée des solutions innovantes de navigation et de positionnement GNSS 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 1,500 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 

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