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Global2023-08-10
A captação de dados de levantamento fiáveis e precisos para objectivos de monitorização dinâmica tem sido, desde há muito, um desafio para a indústria mineira. Reconhecendo a importância de fornecer informações essenciais aos especialistas em gestão de minas, engenharia, exploração e operações, embarcámos numa missão para enfrentar este desafio e fornecer soluções eficientes para tomar decisões operacionais informadas e alcançar ganhos de elevada eficiência.
No panorama atual, a tecnologia UAV LiDAR está a emergir como uma ferramenta crítica para a exploração de recursos minerais, avaliação, desenvolvimento e exploração de minas. Esta tecnologia avançada oferece várias vantagens em relação às técnicas de levantamento topográfico tradicionais, incluindo uma recolha e processamento de dados mais rápidos, maior precisão, maior segurança operacional e, em última análise, uma base mais sólida para decisões de gestão e um melhor ROI.
ENFRENTAR O DESAFIO DE UMA SUPERVISÃO DINÂMICA EFICAZ NUMA MINA A CÉU ABERTO
Neste estudo de caso, abordamos os desafios de um projeto de monitorização dinâmica de recursos minerais na Mongólia. O objetivo era produzir dados de nuvens de pontos altamente precisos, Ortofotomapas Digitais (DOM) e Modelos Digitais de Elevação (DEM) para uma extensa mina a céu aberto cobrindo uma área de 3 km2 com uma profundidade de 200 metros.
Com um fluxo contínuo de maquinaria pesada e tráfego constante no local da mina, o tempo era essencial. As actualizações regulares dos dados do terreno eram críticas devido à utilização de um sistema de condução auxiliar. O projeto exigia o cumprimento de prazos rigorosos para a monitorização dinâmica e o fornecimento de dados altamente precisos, o que representou um desafio significativo.
Os operadores internos e externos utilizaram tradicionalmente estações totais, scanners laser terrestres e antenas GNSS RTK. No entanto, estes métodos demoravam aproximadamente uma semana a concluir o levantamento. Este período de tempo não satisfazia os requisitos e era necessária uma solução mais eficiente para fornecer dados exactos.
ULTRAPASSAR AS DIFICULDADES DO LEVANTAMENTO DE MINAS COM TECNOLOGIA AEROTRANSPORTADA
Para atingir os objectivos do projeto, utilizámos a tecnologia mais recente, combinando o UAV BB4, o sistema LiDAR AlphaUni 20 e o software CoPre & CoProcess.
O AlphaUni 20 (AU20) representa uma nova era em sistemas de mapeamento móvel multiplataforma de alta qualidade e com boa relação custo-benefício. As suas capacidades excepcionais fornecem dados superiores e aumentam a eficiência dos levantamentos através do alcance alargado, da elevada precisão e da densidade de dados. O AU20 fornece nuvens de pontos exactas e imagens de alta resolução para uma vasta gama de aplicações.
Figura 1. UAV BB4, sistema LiDAR AlphaUni 20 e software da CHCNAV.
Nesta aplicação, o sistema AlphaUni 20 LiDAR é combinado com o software avançado de processamento de dados, CoPre, para permitir a modelação conjunta de nuvens de pontos e imagens. Além disso, o software CoProcess desempenha um papel essencial na extração automática e eficiente das linhas de declive superior e inferior. Ao comparar dados de vários períodos, permite o cálculo automático de alta precisão da quantidade de volume, fornecendo resultados no mesmo dia da aquisição de dados.
O processo global e o calendário da operação foram os seguintes:
1) Preparação: alguns minutos para instalar o AU20 no UAV BB4.
Figura 2. AlphaUni20 instalado no UAV BB4 para o levantamento da mina a céu aberto na Mongólia.
2) Recolha de dados no terreno: 90 minutos para duas missões aéreas.
As capacidades de varrimento de longo alcance do AlphaUni 20 são impressionantes, atingindo até 1450 m com um amplo campo de visão de 360° (FOV). As suas capacidades de medição de alta velocidade de 2M pontos por segundo são possíveis graças a um espelho de rotação contínua de 200 Hz. Esta tecnologia assegura o fornecimento de detalhes melhorados para todas as tarefas críticas de levantamento topográfico.
Complementando o AU20 com o UAV BB4, explicitamente concebido para aplicações profissionais. Com capacidades de descolagem e aterragem automáticas, o UAV BB4 simplifica as operações e assegura a facilidade de utilização. O seu design modular com braços e antenas pré-instalados reduz significativamente o tempo de configuração, permitindo que a plataforma esteja operacional em apenas 2 minutos.
3) Processamento de dados: 160 minutos para o tratamento da informação.
Figura 3. Processamento de dados no software CoPre.
Após a recolha de dados, o cartão de memória do AU20 foi recuperado e o software CoPre copiou automaticamente e sem problemas a informação. O software gerou eficientemente dados de nuvens de pontos e ortofotomapas digitais (DOM), completando o processo em aproximadamente 130 minutos.
Figura 4. Os resultados dos dados da nuvem de pontos da área do local de levantamento.
Figura 5. Ortofotomapas digitais da área do sítio topográfico.
O passo seguinte envolveu a redução do ruído e a filtragem da nuvem de pontos utilizando o software CoProcess, que rapidamente gerou um Modelo Digital de Elevação (DEM) altamente preciso com um único clique. De forma notável, os dados da nuvem de pontos de 8 GB foram processados em apenas 20 minutos.
Figura 6. Modelo Digital de Elevação do local do levantamento topográfico.
Foi gerado um modelo de fusão (FUM), integrando os dados do Ortofotomapa Digital (DOM) e do Modelo Digital de Elevação (DEM). Este modelo de fusão permitiu identificar com precisão e exatidão as linhas de topo e de base dos taludes.
Figura 7. Modelo de fusão de DOM e DEM para a área do local de levantamento.
Figura 8. Da esquerda para a direita: verificação das linhas de declive em CAD; diferentes períodos de análise de dados, e geração de dados de linhas de declive em CoProcess.
Utilizando os dados da nuvem de pontos recolhidos em diferentes intervalos, os cálculos de enchimento/escavação e de volume total foram eficientemente concluídos em apenas 10 minutos.
As capacidades do AU20 permitiram a aquisição sem falhas de superfícies de solo e a geração de Modelos Digitais de Elevação (DEMs) e Modelos Digitais de Superfície (DSMs) exactos, mesmo nos ambientes mais difíceis.
BENEFICIANDO DE DADOS DE ALTA QUALIDADE E DE UMA MELHOR BASE PARA A TOMADA DE DECISÕES
Este projeto na Mongólia foi concluído em apenas 2 missões de voo, demorando um total de 90 minutos a completar a recolha de dados para todo o local de 3 km². A operação envolveu uma equipa de duas pessoas que tratou do trabalho de escritório. Um membro da equipa foi responsável pelo pré-processamento de dados no CoPre, que demorou cerca de 130 minutos a gerar dados de nuvens de pontos e DOM. Entretanto, o outro membro da equipa utilizou o CoProcess para o pós-processamento dos dados, a geração do DEM, a identificação das linhas de declive superior e inferior, o cálculo da quantidade de volume e outras tarefas relacionadas, todas concluídas em 30 minutos.
Ao utilizar o sistema LiDAR de longo alcance AU20, este projeto conseguiu uma melhoria notável de 5x na eficiência geral do levantamento da mina em comparação com os métodos de levantamento tradicionais.
Com uma frequência de 2 milhões de pontos por segundo, o AU20 reproduz efetivamente a forma da superfície da mina, enquanto a sua repetibilidade de 5 mm garante a precisão necessária para produzir um mapa topográfico 1:500. A solução implementada fornece uma série de resultados operacionais inestimáveis, incluindo:
Soluções inovadoras de levantamento e mapeamento, como o AU20 da CHC Navigation, oferecem oportunidades inigualáveis para empresas e organizações governamentais melhorarem significativamente o desempenho do projeto em termos de tempo, custo e qualidade.
A CHC Navigation e os seus parceiros locais estão disponíveis para discutir os seus desafios operacionais. Agradecemos as suas perguntas e esperamos poder explorar a forma como a nossa experiência pode beneficiar a sua organização.
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Sobre a CHCNAV
A CHC Navigation (CHCNAV) cria soluções inovadoras de cartografia, navegação e posicionamento para tornar o trabalho dos clientes mais eficiente. Os produtos e soluções da CHCNAV abrangem vários sectores, como o geoespacial, a construção, a agricultura e a marinha. Com uma presença em todo o mundo, distribuidores em mais de 120 países e mais de 1700 funcionários, a CHC Navigation é atualmente reconhecida como uma das empresas de crescimento mais rápido no domínio das tecnologias geomáticas.
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