Aplicación de la tecnología de reconocimiento aéreo con vehículos aéreos no tripulados (UAV) en trabajos integrales de control de la contaminación en minas a cielo abierto.

Necesidad del proyecto

1. La zona de control pertenece a una mina abandonada que ha sido clausurada por la parte responsable. La ubicación y la naturaleza de la zona de control se ajustan al espíritu del aviso del plan de acción “Reverdecimiento de Minas” del Ministerio de Tierras y Recursos y a las tareas de rectificación de los problemas ambientales mineros pendientes en torno a la categoría de “tres zonas y dos líneas”.

2. La zona afectada es una mina a cielo abierto, que ha causado graves daños al paisaje y a los recursos terrestres. Las rocas están expuestas directamente en la superficie y presentan una erosión severa. La superficie se ha erosionado hasta quedar incrustada en el suelo. Durante las estaciones secas de primavera y otoño, se levanta polvo por todas partes, lo que genera tormentas de arena y neblina. Esto ha provocado una grave contaminación atmosférica y requiere un tratamiento urgente de "ecologización minera".

3. La accidentada topografía de la zona de tratamiento contrasta enormemente con la famosa ciudad turística de Qinhuangdao, la Perla del Mar de Bohai. Además, existe un deseo urgente entre los habitantes locales de reforestar la zona minera y mejorar el entorno ecológico.

En vista de esto, es importante realzar la imagen de Qinhuangdao como una ciudad civilizada, identificar el impacto de estas minas en el entorno geológico y los daños ambientales y ecológicos causados, eliminar los peligros ocultos de desastres geológicos, crear un paisaje natural armonioso y mejorar el entorno ecológico. Esto constituye un requisito urgente para el desarrollo económico del condado. Por lo tanto, es urgente llevar a cabo la restauración y gestión del entorno geológico minero. Esta es una tarea no solo necesaria, sino también de suma urgencia para el gobierno.

Mediante la implementación del proyecto, se ha tratado el entorno geológico dañado de la mina, se han controlado eficazmente los posibles riesgos geológicos, se han gestionado y utilizado de forma racional los residuos de escoria y desechos, se ha embellecido la topografía y el paisaje de la zona minera, y se ha reparado y mejorado el entorno ecológico de la mina, lo que contribuirá a la reducción de la contaminación por polvo. Esto es de gran importancia para reducir la contaminación, mejorar la calidad del aire ambiente, mejorar el entorno ecológico en torno a los "tres distritos y dos líneas" y promover el desarrollo sostenible de la economía local.

En resumen, con el apoyo de fondos nacionales especiales, este proyecto es técnica y económicamente viable y puede alcanzar el objetivo previsto. El proyecto ofrece importantes beneficios sociales, económicos y ambientales.

De conformidad con los requisitos del "Aviso del Departamento de Recursos Naturales de la Provincia de Hebei sobre las Tareas de Gestión Integral de los Sitios Mineros Perdidos de las Entidades Responsables en 2020" y en combinación con la "Tabla Resumen de las Tareas de Gestión Integral de los Sitios Mineros Perdidos de las Entidades Responsables en la Ciudad de Qinhuangdao en 2020", la Oficina de Recursos Naturales y Planificación del Condado está sometiendo 30 sitios mineros a tratamiento de ingeniería. El estado actual del área del proyecto antes del tratamiento es el siguiente:

Fotografías de la situación actual de la mina.

Contenido del trabajo de medición

(1) Medir, recopilar y analizar la topografía, la estratigrafía, la litología, la estructura geológica y otros datos relacionados con el proyecto, y comprender la geografía física y las condiciones ambientales geológicas regionales del área del proyecto;

(2) Identificar los problemas y peligros ambientales geológicos mineros causados ​​por las actividades mineras a través de estudios topográficos y estudios de terreno, y evaluar las tendencias de desarrollo; identificar frentes de túneles, pilas de escoria, pozos mineros, escalones y plataformas mineras, espuma, la distribución, ubicación y escala de rocas solitarias y montañas residuales, así como el grado de daño a la vegetación superficial, los recursos terrestres y los paisajes, identificar posibles desastres secundarios como cuerpos de roca peligrosos y pendientes inestables, y evaluar su estabilidad; preparar planos, secciones y otros dibujos relacionados necesarios para el diseño de ingeniería de gobernanza;

(3) Investigar las condiciones de construcción, tales como agua y electricidad, caminos de construcción, sitios de trabajo y área de terreno del proyecto en el área del proyecto.

Análisis de la dificultad del trabajo

-Análisis de la dificultad del período de construcción

Este proyecto tiene un plazo de construcción ajustado y exige altos estándares de tecnología y calidad de ejecución. ¿Cómo garantizar que los objetivos del proyecto se alcancen en el menor tiempo posible? Garantizar el cumplimiento del plazo de construcción será una de las principales dificultades para su ejecución. Mejorar el método de medición y la organización del personal para su correcta implementación son las mejores maneras de asegurar el cumplimiento de los plazos.

Análisis de las dificultades de implementación del proyecto

Las zonas del proyecto son minas abandonadas desde hace muchos años. La mayoría están cubiertas de maleza. Se desconoce el estado actual de los depósitos de relaves y los túneles mineros, y existen riesgos para la seguridad durante la construcción.

En base al análisis anterior, es particularmente importante elegir un método de trabajo con un ciclo de trabajo corto, calidad confiable y alta seguridad, lo que afectará directamente el ciclo total del proyecto.

El objetivo principal del trabajo de levantamiento topográfico de este proyecto es medir la situación actual del terreno y sus características, y finalmente proporcionar mapas topográficos útiles que sirvan como base de datos para el departamento de diseño. El tiempo apremia y la tarea es ardua. ¿Cómo obtener de forma rápida y segura los materiales del terreno del proyecto que han sido sustraídos? Tras consultar con los departamentos de tierras, topografía y cartografía, se constató que la mayoría de las áreas del proyecto carecen de datos relevantes o que algunos de los datos son antiguos y no están actualizados. La obtención directa de datos no es viable. El uso de métodos tradicionales para recopilar datos de campo requiere una gran cantidad de mano de obra y recursos materiales en un área de proyecto de más de diez kilómetros cuadrados, y las características existentes son fáciles de perder, además de que los riesgos para la seguridad del personal de ejecución del proyecto son elevados.

Tras una comparación y un análisis exhaustivo, el único método viable es la fotogrametría aérea con drones. Conveniente, eficiente, segura y con garantía de calidad.

Determinar el alcance del área de estudio.

El alcance de esta medición abarca el estado actual de 30 minas abandonadas, incluyendo pilas de escoria a cielo abierto y pozos mineros. La distribución de cada mina es relativamente dispersa. El alcance del trabajo se importa al sistema de control de drones Foxtech Robot a partir de las coordenadas existentes del propietario.

Investigación de campo in situ

La investigación de campo in situ tiene como objetivo principal comprender en detalle las condiciones del tráfico en la zona de estudio, las condiciones de observación en la zona de estudio, determinar los lugares de despegue y aterrizaje, observar los objetos en tierra, la altitud, el terreno, la vegetación, etc.

Diseño de rutas

Con base en las condiciones preliminares del área de estudio, se planifican y diseñan rutas aéreas, incluyendo dirección, altitud de vuelo, etc. La escala de diseño es 1:500, la proporción de trayectorias con mayor concentración de partículas es del 80%, la proporción de trayectorias laterales es del 65% al ​​70%, y la altura de vuelo promedio relativa es de 150 metros. Para garantizar la seguridad del vuelo, se busca la fotogrametría aérea de la situación actual con la mayor precisión posible.

Diseño y prueba de puntos de control de imagen

Al usar drones para fotografía aérea, a menudo se requieren puntos de control de imagen. La precisión y la cantidad de estos puntos afectan directamente la precisión del posprocesamiento de los datos de levantamiento aéreo. Por lo tanto, la disposición y selección de los puntos de control de imagen deben ser estandarizadas, estrictas y precisas. Generalmente, se puede elegir pintura en aerosol a base de aceite para los puntos de control de imagen en campo, según las necesidades. El color de la pintura debe seleccionarse específicamente según las condiciones del área de medición. Es mejor elegir un color con un alto contraste. Después de definir los puntos de control de imagen, tome de 2 a 4 fotos desde diferentes ángulos. Es recomendable tener un objeto de referencia para facilitar el procesamiento interno.

Levantamiento aéreo de campo con UAV

Una vez completada la delimitación de los puntos de control de imagen, se realizarán trabajos de reconocimiento aéreo de campo de forma oportuna, según las condiciones meteorológicas. El reconocimiento aéreo utiliza el módulo de "vuelo inteligente" del dron Foxtech Robot Steward. El proceso operativo es el siguiente: montaje de la aeronave, instalación de la estación base, inspección y puesta a punto del despegue, monitorización del vuelo, descarga de datos e inspección tras la finalización del vuelo. El proceso operativo se lleva a cabo siguiendo estrictamente la normativa vigente.

La elaboración de mapas topográficos utiliza equipos y software de cartografía tridimensional totalmente digitales para recopilar datos sobre todos los elementos de la superficie y las formas del relieve. Tras la cartografía externa y los levantamientos topográficos complementarios, el equipo interno utiliza software de cartografía profesional para la edición de datos y otras tareas, con el fin de obtener un mapa topográfico a escala 1:500. Los resultados finales son los siguientes:

Este proyecto, impulsado por la provincia y la ciudad, busca materializar el espíritu del XIX Congreso Nacional del Partido Comunista de China, acelerar la construcción de una civilización ecológica, continuar promoviendo el control integral de la contaminación proveniente de las minas a cielo abierto en la provincia y defender con determinación el cielo azul. El tiempo apremia y la tarea es ardua. Errores o retrasos en cualquier aspecto del estudio, el diseño y la construcción tendrán graves consecuencias. La clave para que los gobiernos de todos los niveles puedan completar con eficiencia las tareas asignadas es una cuestión fundamental.

Mediante el uso de la tecnología de reconocimiento aéreo con vehículos aéreos no tripulados (UAV) en el estudio preliminar de este proyecto, las ventajas se han reflejado de forma concentrada, como se detalla a continuación:

1. Medición rápida y alta eficiencia. Si este proyecto utilizara métodos de topografía tradicionales, se necesitarían al menos 3 meses para que un equipo midiera todo el terreno. Con la tecnología de levantamiento aéreo mediante drones, solo se requerirá un equipo de topografía, y el levantamiento aéreo de campo y el procesamiento de datos se completarán en tan solo 15 días. Esto supone un gran ahorro de tiempo y costes, y permite disponer de tiempo y espacio para el diseño y la construcción posteriores.

2. Menor inversión en personal y reducción significativa de los costos de medición. Si este proyecto utilizara métodos de medición tradicionales, inevitablemente requeriría una gran cantidad de mano de obra y recursos materiales, y el costo sería muy elevado. Al utilizar la tecnología de levantamiento aéreo con drones, solo se necesita un equipo de medición y un vehículo, y el personal restante se dedica al procesamiento interno de planos, lo que supone un gran ahorro de recursos humanos, materiales y financieros.

3. La situación actual de levantamiento topográfico y cartografía es integral y la calidad está garantizada. Si se utilizaran métodos topográficos tradicionales en este proyecto, inevitablemente habría áreas inaccesibles debido a la orografía natural, las condiciones de visibilidad, etc., lo que resultaría en mediciones inexactas. Mediante la tecnología de levantamiento aéreo con drones, todo el entorno de la mina se puede integrar en una sola imagen, lo que permite visualizar claramente la situación actual y editarla para evitar la omisión de detalles.

4. No es necesario que el personal esté presente en cada prueba, lo que mejora significativamente la seguridad. Si se utilizan métodos de medición tradicionales en este proyecto, el personal podrá medir en cualquier lugar y estará presente en todo momento. El área de medición está compuesta por minas abandonadas desde hace muchos años, y dado que las minas son desconocidas, existe un riesgo potencial para el personal que camina. Al utilizar la tecnología de reconocimiento aéreo con drones, el equipo de reconocimiento solo necesita encontrar un área relativamente plana en la zona del proyecto donde los drones puedan despegar y aterrizar. Tan pronto como la aeronave despega y aterriza, el reconocimiento de campo se completa, lo que mejora significativamente la seguridad.

5. Las imágenes resultantes pueden ser reutilizadas por otros departamentos. El departamento de diseño puede verificar directamente el estado real de la mina a través del mapa de imágenes, lo que ahorra considerablemente tiempo y recursos humanos en inspecciones in situ; los departamentos gubernamentales, como los de tierras y recursos, pueden verificar directamente el estado real de la mina a través del mapa de imágenes, lo que proporciona una garantía básica para la toma de decisiones y el juicio científicos.

En resumen, el uso de la tecnología de reconocimiento aéreo con UAV en las labores de medición de este proyecto ha permitido ahorrar tiempo, reducir costes, garantizar la calidad de los resultados y asegurar la seguridad del personal. Ha contribuido positivamente a la correcta ejecución del proyecto y ha aportado beneficios a la empresa y a las partes interesadas. La experiencia previa de la unidad en proyectos similares, como el control integral de la contaminación en minas a cielo abierto y la gestión ambiental, constituye una valiosa referencia.