تطبيق تقنية المسح الجوي باستخدام الطائرات بدون طيار في أعمال مكافحة التلوث الشاملة في المناجم المكشوفة

ضرورة المشروع

1. تقع منطقة المراقبة ضمن منجم مهجور أغلقته الجهة المسؤولة. ويتوافق موقع منطقة المراقبة وطبيعتها مع روح إشعار وزارة الأراضي والموارد بشأن خطة عمل "إعادة تشجير المناجم" ومهام معالجة المشكلات البيئية العالقة في المناجم ضمن فئة "المناطق الثلاث والخطين".

٢. منطقة المعالجة عبارة عن منجم مكشوف، مما تسبب في أضرار جسيمة للمناظر الطبيعية والموارد الأرضية. الصخور مكشوفة مباشرة على السطح ومعرضة لعوامل التجوية الشديدة. وقد تآكل السطح ودخل في باطن الأرض. في فصلي الربيع والخريف الجافين، يتصاعد الغبار في كل مكان، مكونًا مصدرًا للعواصف الرملية والضباب الدخاني. وقد تسبب ذلك في تلوث خطير للغلاف الجوي، ويتطلب معالجة عاجلة لـ"تخضير منطقة التعدين".

3. إن التضاريس الوعرة لمنطقة المعالجة لا تتناسب إطلاقاً مع مدينة تشينهوانغداو السياحية الشهيرة، لؤلؤة بحر بوهاي. كما أن هناك رغبة ملحة لدى السكان المحليين في "إعادة تشجير المنجم" في المنطقة وتغيير البيئة الإيكولوجية.

في ضوء ذلك، من المهم تعزيز صورة مدينة تشينهوانغداو كمدينة حضارية، وتحديد تأثير هذه المناجم على البيئة الجيولوجية والأضرار البيئية الناجمة عنها، والقضاء على المخاطر الكامنة للكوارث الجيولوجية، وخلق بيئة طبيعية متناغمة، وتحسين البيئة الإيكولوجية. كل ذلك يُعدّ مطلبًا ملحًا للتنمية الاقتصادية للمقاطعة. لذا، من الضروري جدًا البدء في ترميم وإدارة البيئة الجيولوجية للمناجم. إنها ليست ضرورية فحسب، بل هي أيضًا مهمة بالغة الأهمية تواجه الحكومة.

من خلال تنفيذ المشروع، جرى معالجة البيئة الجيولوجية المتضررة للمنجم، والسيطرة الفعالة على المخاطر الجيولوجية المحتملة، وتكديس واستخدام مخلفات الخبث والنفايات بشكل مناسب، وتجميل تضاريس ومناظر منطقة التعدين، وإصلاح وتحسين البيئة الإيكولوجية للمنجم، مما سيساهم في الحد من الغبار. ويُعد هذا المشروع ذا أهمية بالغة في الحد من التلوث، وتحسين جودة الهواء المحيط، وتحسين البيئة الإيكولوجية المحيطة بـ "المناطق الثلاث والخطين"، وتعزيز التنمية المستدامة للاقتصاد المحلي.

باختصار، بدعم من صناديق وطنية خاصة، يُعد هذا المشروع قابلاً للتنفيذ تقنياً واقتصادياً، ويمكنه تحقيق الهدف المنشود. ويحمل المشروع فوائد اجتماعية واقتصادية وبيئية كبيرة.

وفقًا لمتطلبات "إشعار إدارة الموارد الطبيعية بمقاطعة خبي بشأن مهام الإدارة الشاملة لمواقع التعدين المفقودة التابعة للجهات المسؤولة في عام 2020"، وبالتزامن مع "الجدول الموجز لمهام الإدارة الشاملة لمواقع التعدين المفقودة التابعة للجهات المسؤولة في مدينة تشينهوانغداو في عام 2020"، يخضع 30 موقعًا تعدينيًا تابعًا لمكتب الموارد الطبيعية والتخطيط بالمقاطعة لمعالجة هندسية. وفيما يلي الوضع الحالي لمنطقة المشروع قبل المعالجة:

صور توضح الوضع الحالي للمنجم

محتوى أعمال القياس

(1) قياس وجمع وتحليل التضاريس والطبقات الصخرية والبنية الجيولوجية وغيرها من البيانات المتعلقة بالمشروع، وفهم الجغرافيا الطبيعية والظروف الجيولوجية الإقليمية لمنطقة المشروع؛

(2) تحديد المشكلات والمخاطر الجيولوجية والبيئية الناجمة عن أنشطة التعدين من خلال المسوحات الطبوغرافية والمسوحات الأرضية، وتقييم اتجاهات التنمية؛ تحديد واجهات الأنفاق، وأكوام الخبث، وحفر التعدين، ودرجات ومنصات التعدين، والرواسب، وموقع التوزيع وحجم الصخور المنفردة والجبال المتبقية، بالإضافة إلى درجة الضرر الذي يلحق بالغطاء النباتي السطحي والموارد الأرضية والمناظر الطبيعية، وتحديد الكوارث الثانوية المحتملة مثل الكتل الصخرية الخطرة والمنحدرات غير المستقرة، وتقييم استقرارها؛ إعداد المخططات والمقاطع والرسومات الأخرى ذات الصلة المطلوبة لتصميم هندسة الحوكمة؛

(3) التحقق من ظروف البناء مثل المياه والكهرباء، وطرق البناء، ومواقع العمل، ومساحة أرض المشروع في منطقة المشروع

تحليل صعوبة الوظيفة

- تحليل صعوبات فترة الإنشاء

يتميز هذا المشروع بفترة تنفيذ ضيقة ومتطلبات عالية من حيث التكنولوجيا وجودة التنفيذ. كيف نضمن تحقيق أهداف العمل في هذا المشروع ضمن أقصر وقت ممكن؟ يكمن التحدي الأكبر في ضمان الالتزام بفترة التنفيذ. لذا، يُعدّ تحسين أساليب القياس والتنفيذ، وتوفير الكوادر اللازمة لتنظيم العمل وتنفيذه، أفضل السبل لضمان الالتزام بالمواعيد النهائية.

تحليل صعوبات تنفيذ المشروع

جميع مناطق المشروع عبارة عن مناجم مهجورة منذ سنوات عديدة، وتغطيها الأعشاب الضارة في معظمها. ولا يُعرف الوضع الحالي لحفر مخلفات التعدين وأنفاق المناجم، كما توجد مخاطر تتعلق بالسلامة أثناء أعمال الإنشاء.

بناءً على التحليل المذكور أعلاه، من المهم بشكل خاص اختيار طريقة عمل ذات دورة عمل قصيرة وجودة موثوقة وأمان عالٍ، مما سيؤثر بشكل مباشر على الدورة الكاملة للمشروع.

يتمثل الهدف الرئيسي لأعمال المسح في هذا المشروع في قياس الوضع الراهن للتضاريس والمعالم، وتوفير خرائط طبوغرافية قابلة للاستخدام تُشكل البيانات الأساسية لقسم التصميم. الوقت ضيق والمهمة شاقة. كيف يمكن الحصول على بيانات التضاريس الخاصة بالمشروع بسرعة وأمان؟ من خلال الاستفسار من إدارات الأراضي والمسح ورسم الخرائط، تبيّن أن معظم مناطق المشروع تفتقر حاليًا إلى البيانات ذات الصلة، أو أن بعض البيانات قديمة وغير محدّثة. لن يُجدي الاعتماد على الأساليب التقليدية مباشرةً. فاستخدام الطرق التقليدية لجمع البيانات الميدانية يتطلب موارد بشرية ومادية كبيرة في منطقة المشروع التي تزيد مساحتها عن عشرة كيلومترات مربعة، كما أن المعالم الموجودة عرضة للضياع، بالإضافة إلى ارتفاع مخاطر السلامة على العاملين في تنفيذ المشروع.

بعد المقارنة والدراسة المتأنية، تبين أن الطريقة الوحيدة المتاحة هي استخدام التصوير الجوي باستخدام الطائرات بدون طيار. فهي مريحة وفعالة وآمنة، وجودتها مضمونة.

حدد نطاق منطقة المسح

يشمل نطاق هذا القياس الحالة الراهنة لثلاثين منجمًا مهجورًا، بما في ذلك أكوام مخلفات التعدين المكشوفة وحفر التعدين. يتوزع كل منجم بشكل متفرق نسبيًا. يتم إدخال نطاق العمل إلى نظام إدارة الطائرات بدون طيار Foxtech Robot بناءً على الإحداثيات الحالية للمالك.

التحقيق الميداني في الموقع

يهدف التحقيق الميداني في الموقع بشكل أساسي إلى فهم ظروف حركة المرور في منطقة المسح بالتفصيل، وظروف المراقبة في منطقة المسح، وتحديد مواقع الإقلاع والهبوط، ومراقبة الأجسام الأرضية والارتفاع والتضاريس والنباتات وما إلى ذلك.

تصميم المسار

استنادًا إلى ظروف منطقة المسح الأولي، تم تخطيط وتصميم مسارات جوية، بما في ذلك اتجاه المسار وارتفاع الطيران، وما إلى ذلك. مقياس التصميم لهذا القياس هو 1:500، ونسبة كثافة الروائح في اتجاه المسار 80%، ونسبة كثافة الروائح على جانبيه 65%-70%، ومتوسط ​​ارتفاع الطيران النسبي 150 مترًا. مع ضمان سلامة الطيران، يتم تحقيق أعلى دقة ممكنة في التصوير الجوي للوضع الحالي.

تخطيط واختبار نقاط التحكم في الصورة

عند استخدام الطائرات المسيّرة للتصوير الجوي، غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى نقاط تحكم في الصورة. تؤثر دقة وعدد هذه النقاط بشكل مباشر على دقة معالجة بيانات المسح الجوي لاحقًا. لذا، يجب أن يكون تخطيط واختيار نقاط التحكم في الصورة موحدًا ودقيقًا للغاية. بشكل عام، يمكنك استخدام طلاء بخاخ زيتي لنقاط التحكم الميدانية حسب احتياجاتك. يجب اختيار لون الطلاء البخاخ بعناية وفقًا لظروف منطقة القياس، ويُفضّل اختيار لون ذي تباين لوني عالٍ. بعد الانتهاء من تحديد نقاط التحكم، التقط من 2 إلى 4 صور من زوايا مختلفة، ويُفضّل وجود جسم مرجعي لتسهيل المعالجة الداخلية.

مسح جوي ميداني باستخدام الطائرات بدون طيار

بعد الانتهاء من تحديد مواقع نقاط التحكم بالصور، سيتم تنفيذ أعمال المسح الجوي الميداني في الوقت المناسب وفقًا للأحوال الجوية. يستخدم المسح الجوي وحدة "الطيران الذكي" الخاصة بطائرة فوكستك الروبوتية المُسيّرة. تتضمن عملية التشغيل المراحل التالية: تجميع الطائرة، وتركيب محطة القاعدة، وفحصها قبل الإقلاع وضبطها، ومراقبة الرحلة، وتنزيل البيانات وفحصها بعد انتهاء الرحلة. تُنفذ عملية التشغيل بدقة وفقًا للوائح والقوانين.

يستخدم رسم الخرائط الطبوغرافية معدات وبرامج رسم خرائط ثلاثية الأبعاد رقمية بالكامل لجمع البيانات عن جميع عناصر الأسطح والتضاريس. بعد إجراء المسح الخارجي والتكميلي، يستخدم فريق العمل الداخلي برامج رسم خرائط احترافية لتحرير البيانات وغيرها من الأعمال للحصول على خريطة طبوغرافية بمقياس 1:500. وتكون النتائج النهائية كما يلي:

يُنفذ هذا المشروع من قبل المحافظة والمدينة تجسيداً لروح المؤتمر الوطني التاسع عشر للحزب الشيوعي الصيني، وتسريعاً لبناء حضارة بيئية مستدامة، ومواصلةً لتعزيز الرقابة الشاملة على التلوث الناتج عن المناجم المكشوفة في المحافظة، وكسب معركة حماية سماء الصين بحزم. الوقت ضيق والمهمة جسيمة، وأي خطأ أو تأخير في أي جانب من جوانب المسح أو التصميم أو الإنشاء سيؤدي إلى سلسلة من العواقب الوخيمة. لذا، فإن كيفية إنجاز المهام الموكلة من قبل المسؤولين بكفاءة عالية هو سؤال لا بد من الإجابة عليه من قبل الحكومات على جميع المستويات.

من خلال استخدام تقنية المسح الجوي باستخدام الطائرات بدون طيار في المسح الأولي لهذا المشروع، تم عكس المزايا بشكل مكثف، على النحو التالي:

1. سرعة القياس وكفاءة عالية. في حال اعتماد أساليب المسح التقليدية لهذا المشروع، سيستغرق الأمر ثلاثة أشهر على الأقل لتخصيص فريق لقياس موقع المشروع بالكامل. أما باستخدام تقنية المسح الجوي بواسطة الطائرات المسيّرة، فسيتم تخصيص فريق مسح واحد فقط، وسيستغرق المسح الجوي الميداني ومعالجة بياناته 15 يومًا فقط. هذا يوفر الوقت والتكلفة بشكل كبير، ويتيح مزيدًا من الوقت والجهد للتصميم والبناء لاحقًا.

٢. انخفاض الاستثمار في الموظفين وتخفيض تكاليف القياس بشكل ملحوظ. إذا اعتمد هذا المشروع على أساليب القياس التقليدية، فسيتطلب حتماً استثماراً كبيراً في القوى العاملة والموارد المادية، وستكون التكلفة باهظة للغاية. أما بعد استخدام تقنية المسح الجوي بالطائرات المسيّرة، فلا يتطلب الأمر سوى فريق قياس واحد ومركبة واحدة، بينما يُوظَّف باقي الموظفين بنشاط في معالجة الرسومات داخلياً، مما يوفر مبالغ طائلة من الموارد البشرية والمادية والمالية.

3. يتميز الوضع الحالي للمسح ورسم الخرائط بالشمولية والجودة المضمونة. في حال استخدام أساليب المسح التقليدية في هذا المشروع، ستكون هناك حتماً مناطق يتعذر الوصول إليها بسبب التضاريس الطبيعية أو ظروف الرؤية، مما يؤدي إلى قياسات غير دقيقة. باستخدام تقنية المسح الجوي بالطائرات المسيّرة، يمكن دمج مشهد المنجم بأكمله في صورة واحدة، ما يجعل الوضع الحالي واضحاً بنظرة سريعة، ويتيح استعراضه وتعديله لتجنب فقدان أي معالم.

4. لا يُشترط وجود الأفراد في كل اختبار، مما يُحسّن السلامة بشكل ملحوظ. في حال استخدام أساليب القياس التقليدية في هذا المشروع، سيتمكن الأفراد من القياس أينما ذهبوا، وسيكونون متواجدين في كل مرة. منطقة القياس عبارة عن مناجم مهجورة منذ سنوات عديدة، ومواقعها غير معروفة، مما يُعرّض الأفراد لمخاطر أثناء سيرهم. بعد استخدام تقنية المسح الجوي بالطائرات المسيّرة، يحتاج فريق المسح فقط إلى إيجاد منطقة مستوية نسبيًا في منطقة المشروع حيث يمكن للطائرات الإقلاع والهبوط. بمجرد تحليق الطائرة، يكتمل المسح الميداني، وتتحسن السلامة بشكل ملحوظ.

٥. يمكن إعادة استخدام الصور الناتجة من قبل أقسام أخرى. يستطيع قسم التصميم التحقق مباشرة من الحالة الفعلية للمنجم من خلال خريطة الصور، مما يوفر بشكل كبير تكاليف الموظفين والوقت اللازمين للتفتيش الميداني؛ كما تستطيع الجهات الحكومية، مثل جهات الأراضي والموارد، التحقق مباشرة من الحالة الفعلية للمنجم من خلال خريطة الصور، مما يوفر ضمانة أساسية لاتخاذ القرارات والتقييمات العلمية.

باختصار، ساهم استخدام تقنية المسح الجوي باستخدام الطائرات المسيّرة في أعمال القياس لهذا المشروع في توفير الوقت وخفض التكاليف وضمان جودة النتائج وسلامة العاملين. وقد أسهم ذلك إسهامًا إيجابيًا في سلاسة تنفيذ المشروع، كما عاد بالنفع على الشركة والجهات المعنية. وتُعدّ تجربة الوحدة في تنفيذ مشاريع مماثلة، مثل مكافحة التلوث الشاملة في المناجم المكشوفة والإدارة البيئية، مرجعًا قيّمًا في هذا الصدد.