无人机测量开辟露天矿山创效“新天地”

来源:本站原创 作者:冯宏超  时间:2019-09-25 【字体:

近日,在山西太钢袁家村铁矿项目采坑上方,每天都会看到一台无人机在上空盘旋。“ 我们通过无人机对露天矿山进行航空摄影测量来计算开采的工程量,形成一个无人机露天矿区工程量计算系统”,正在操作无人机的十九局矿业公司太钢项目总工程师崔智秋介绍说。

太钢袁家村铁矿项目位于山西省岚县境内,是国内特大型露天铁矿,也是目前亚洲最大的露天铁矿。由该公司工程部赵鑫牵头的无人机露天矿山测量研究成果在太钢袁家村铁矿项目正式落地。通过无人机对露天的矿山进行摄影测量,所得的图像数据自动匹配,然后对无明显特征点自动配准图像的可靠度进行分析,建立矿体属性实体的空间三维几何模型,最后一步基于矿区的空间三维几何模型属性矿体,计算工程量,形成一个无人机露天矿区工程量计算系统。

“通过建立一套完整的无人机土石采掘量计算系统可实现对露天矿区采掘量的实时计算与更新。该系统经完善后可广泛应用于露天矿山的土方量计算、矿山体积的估算,建筑场地的土方计算、场地整平等等。”赵鑫介绍说。通过无人机对露天矿山进行摄影测量,获取露天矿的图像数据。根据待定位矿山现有资料如矿山概况说明文档、矿山地形图纸质图件、数字化地形图、地质图、遥感卫星影像等得到矿山DEM图像,通过无人机航拍,建立无人机标志点匹配算法,进行矿区无明显特征点图像自动匹配后数据的可靠度分析,实现了图像的高精度自动匹配,突破了图像匹配精度低的难题。同时通过三维块体模型的外部形态进行提取和重构,实现矿体实体模型的动态构建、更新及其表面地质属性的精细表达,实现工程土石方量的实时计算。极大地降低了土石方量外业采集的工作量以及内业数据处理的难度。

对于露天矿山来说,无人机测量是个新课题,目前来看,不少专家提出利用无人机搭载三维激光扫描仪的方式进行露天矿山数据的获取,方法作业速度快、成果精度高。但是该数据获取方式成本昂贵、从经济利益考虑并不适合于矿区作业的要求。因此从经济学、实用性等方面考虑,采用无人机搭载相机的方式进行航空摄影以获取矿区的地形数据,该方法不仅解决了传统数据获取方式的劳动量大、作业效率低的难题,同时也解决了三维激光扫描仪获取数据时成本昂贵、代价大等问题。

目前,太钢铁矿项目完成了露天矿土方量的计算的方案设计与优化,对矿区进行了航空摄影测量,建立了矿区的三维立体地面模型负责矿区土石方量的计算工作,经过对该方案进行评估,有效地节省了矿区土方量的经济投入,降低了成本。