L'acquisition de données d'enquête 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, de l'ingénierie, de l'exploration et de l'exploitation des mines, 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 d'obtenir des gains d'efficacité élevés.
Dans le paysage actuel, la technologie UAV LiDAR apparaît comme un outil essentiel pour l'exploration, l'évaluation, le développement et l'exploitation des ressources minérales. Cette technologie de pointe offre plusieurs avantages par rapport aux techniques d'arpentage traditionnelles, 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 de surveillance dynamique des ressources minérales en Mongolie. L'objectif était de produire des données de nuages de points, des orthophotocartes numériques (DOM) et des modèles numériques d'élévation (DEM) très précis pour une vaste mine à ciel ouvert couvrant une superficie de 3km2 et une profondeur de 200 mètres.
Avec un flux continu de machines lourdes et un trafic constant sur le site de la mine, le temps était un facteur essentiel. L'utilisation d'un système de conduite auxiliaire a nécessité des mises à jour régulières des données de terrain. Le projet exigeait 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 ont traditionnellement utilisé des stations totales, des scanners laser terrestres et des antennes GNSS RTK. Cependant, ces méthodes nécessitaient environ une semaine pour réaliser l'étude. Ce délai ne répondait pas aux exigences et une solution plus efficace était nécessaire pour fournir des données précises.
SURMONTER LES DIFFICULTÉS DE L'ARPENTAGE DES MINES AVEC LA TECHNOLOGIE AÉROPORTÉE
Pour atteindre les objectifs du projet, nous avons utilisé les dernières technologies en combinant le drone BB4, le système LiDAR AlphaUni 20 et les logiciels CoPre et CoProcess.
L'AlphaUni 20 (AU20) représente une nouvelle ère dans les systèmes de cartographie mobile haut de gamme, rentables et multiplateformes. 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 haute résolution pour une large gamme d'applications.
Figure 1. Drone BB4, système LiDAR AlphaUni 20 et logiciel 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 multi-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 étaient les suivants :
1) Préparation : quelques minutes pour installer l'AU20 sur le drone BB4.
Figure 2. AlphaUni20 installé sur le drone BB4 pour l'étude d'une mine à ciel ouvert en Mongolie.
2) Collecte de données sur le terrain : 90 minutes pour deux missions aériennes.
Les capacités de balayage 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 un niveau de détail élevé pour toutes les tâches topographiques essentielles.
L'AU20 est complété par le drone BB4, explicitement conçu pour les applications professionnelles. Doté de capacités de décollage et d'atterrissage automatiques, le BB4 UAV rationalise les opérations et garantit une grande facilité d'utilisation. Sa conception modulaire avec bras et 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 des informations.
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), achevant le processus en 130 minutes environ.
Figure 4. Résultats des données du nuage de points de la zone du site d'étude.
Figure 5. Orthophotocartes 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. Les 8 Go de données du nuage de points ont été traités en seulement 20 minutes.
Figure 6. Modèle numérique d'élévation du site d'arpentage.
Un modèle de fusion (FUM) a été généré, intégrant à la fois les données de la carte orthophotographique numérique (DOM) et celles du modèle numérique d'élévation (MNE). Ce modèle de fusion a permis d'identifier les lignes supérieures et inférieures des pentes avec précision et exactitude.
Figure 7. Modèle de fusion de DOM et de DEM pour la zone du site d'étude.
Figure 8. De gauche à droite : vérification des lignes de pente en CAO ; différentes périodes d'analyse des données, et génération des données des lignes de pente en 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 transparente de surfaces au sol 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 HAUTE QUALITÉ ET D'UNE MEILLEURE BASE POUR LA PRISE DE DÉCISION
Ce projet en Mongolie a été réalisé en seulement deux missions de vol, soit 90 minutes au total pour collecter les données sur l'ensemble du site de 3 km². Le travail de bureau a été effectué par une équipe de deux personnes. L'un des membres de l'équipe était responsable du prétraitement des données dans CoPre, ce 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 de l'étude de la mine par rapport aux méthodes d'étude 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 requise pour produire une carte topographique à l'échelle 1:500. La solution mise en œuvre fournit un certain nombre de résultats opérationnels inestimables, notamment
- des cartes topographiques à des fins opérationnelles
- des données de haute précision pour permettre la conduite automatique des véhicules de la mine ;
- un soutien technique solide pour une supervision dynamique ;
- une efficacité accrue et une plus grande fiabilité dans la prise de décision, ce qui réduit les risques pour la sécurité du personnel et de l'équipement.
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 d'améliorer considérablement les performances des projets en termes de délais, de coûts et de qualité.
CHC Navigation et ses partenaires locaux sont à votre disposition pour discuter de vos défis opérationnels. Nous répondons volontiers à vos questions et nous nous réjouissons de découvrir comment notre expertise peut profiter à votre organisation.
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À 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 de CHCNAV couvrent de nombreux secteurs tels que le géospatial, la construction, l'agriculture et la marine. Avec une présence dans le monde entier, 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.
