Applicazione della tecnologia di rilevamento aereo con droni nelle attività di controllo ambientale integrato nelle miniere a cielo aperto

Necessità del progetto

1. L'area di controllo appartiene a una miniera abbandonata che è stata chiusa dal responsabile. L'ubicazione e la natura dell'area di controllo sono in linea con lo spirito dell'avviso del piano d'azione "Rinaturalizzazione delle miniere" del Ministero del Territorio e delle Risorse e con gli interventi di bonifica per i problemi ambientali minerari irrisolti nella categoria "tre zone e due linee".

2. L'area interessata dal trattamento è caratterizzata da miniere a cielo aperto, che hanno causato gravi danni al paesaggio e alle risorse del territorio. Le rocce sono esposte direttamente in superficie e sono fortemente erose dagli agenti atmosferici. La superficie è stata erosa fino a raggiungere il terreno. Durante le stagioni secche di primavera e autunno, la polvere si solleva ovunque, dando origine a tempeste di sabbia e foschia. Ciò ha causato un grave inquinamento atmosferico e richiede un urgente intervento di "inverdimento" dell'area mineraria.

3. La topografia accidentata dell'area di intervento è estremamente incompatibile con la famosa città turistica di Qinhuangdao, la Perla del Mar di Bohai. Inoltre, la popolazione locale desidera ardentemente "rinaturalizzare la miniera" e modificare l'ambiente ecologico della zona.

Alla luce di ciò, è importante migliorare ulteriormente l'immagine della città di Qinhuangdao come città civilizzata, identificare l'impatto di queste miniere sull'ambiente geologico e i danni ambientali ed ecologici causati, eliminare i pericoli nascosti di disastri geologici, creare un paesaggio naturale armonioso e migliorare l'ambiente ecologico. Si tratta di un'esigenza urgente per lo sviluppo economico della contea. Pertanto, è urgente attuare il ripristino e la gestione dell'ambiente geologico delle miniere. Non è solo necessario, ma anche un compito urgentissimo che il governo deve affrontare.

Grazie alla realizzazione del progetto, l'ambiente geologico danneggiato della miniera è stato risanato, i potenziali rischi geologici sono stati efficacemente controllati, le scorie e i residui di scarto sono stati stoccati e riutilizzati in modo razionale, la topografia e il paesaggio dell'area mineraria sono stati abbelliti e l'ambiente ecologico della miniera è stato ripristinato e migliorato, contribuendo così alla riduzione delle polveri. Ciò riveste grande importanza per la riduzione dell'inquinamento, il miglioramento della qualità dell'aria, il miglioramento dell'ambiente ecologico intorno ai "tre distretti e due linee" e la promozione dello sviluppo sostenibile dell'economia locale.

In sintesi, grazie al sostegno di fondi nazionali speciali, questo progetto è tecnicamente ed economicamente fattibile e può raggiungere l'obiettivo prefissato. Il progetto apporta significativi benefici sociali, economici e ambientali.

In conformità con i requisiti dell'"Avviso del Dipartimento delle Risorse Naturali della Provincia di Hebei sui compiti di gestione integrata dei siti minerari abbandonati di proprietà dei soggetti responsabili nel 2020" e in combinazione con la "Tabella riassuntiva dei compiti di gestione integrata dei siti minerari abbandonati di proprietà dei soggetti responsabili nella città di Qinhuangdao nel 2020", l'Ufficio per le Risorse Naturali e la Pianificazione della Contea sta effettuando interventi di ingegneria su 30 siti minerari. Lo stato attuale dell'area del progetto prima dell'intervento è il seguente:

Foto della situazione attuale della miniera

Contenuto del lavoro di misurazione

(1) Misurare, raccogliere e analizzare la topografia, la stratigrafia, la litologia, la struttura geologica e altri dati relativi al progetto, e comprendere la geografia fisica e le condizioni dell'ambiente geologico regionale dell'area del progetto;

(2) Identificare i problemi geologici ambientali minerari e i pericoli causati dalle attività minerarie attraverso rilievi topografici e indagini sul terreno e valutare le tendenze di sviluppo; identificare i fronti di scavo, i cumuli di scorie, le fosse minerarie, i gradini e le piattaforme minerarie, la schiuma, la posizione e la scala di rocce isolate e montagne residue, nonché il grado di danno alla vegetazione superficiale, alle risorse del suolo e ai paesaggi, identificare possibili disastri secondari come corpi rocciosi pericolosi e pendii instabili e valutarne la stabilità; preparare piani, sezioni e altri disegni correlati necessari per la progettazione ingegneristica di governo;

(3) Esaminare le condizioni di costruzione quali acqua ed elettricità, strade di costruzione, cantieri e area del terreno del progetto nell'area del progetto

Analisi della difficoltà del lavoro

-Analisi della difficoltà del periodo di costruzione

Questo progetto ha tempi di costruzione ristretti e requisiti elevati in termini di tecnologia e qualità di implementazione. Come garantire il raggiungimento degli obiettivi di questo progetto nel minor tempo possibile? Rispettare i tempi di costruzione rappresenterà la sfida principale. Migliorare il metodo di misurazione e costruzione e organizzare il personale in modo da poterlo implementare efficacemente sono le soluzioni migliori per garantire il rispetto delle scadenze.

Analisi della difficoltà di implementazione del progetto

Le aree interessate dal progetto sono tutte miniere abbandonate da molti anni. La maggior parte di esse è invasa dalla vegetazione. Lo stato attuale delle fosse di decantazione e delle gallerie minerarie è sconosciuto e sussistono rischi per la sicurezza durante i lavori di costruzione.

In base all'analisi di cui sopra, è particolarmente importante scegliere un metodo di lavoro con un ciclo di lavoro breve, una qualità affidabile e un'elevata sicurezza, che influirà direttamente sull'intero ciclo del progetto.

L'obiettivo principale del lavoro di rilevamento di questo progetto è misurare la situazione attuale del terreno e delle sue caratteristiche, e in definitiva fornire mappe topografiche utilizzabili che fungano da dati di base per l'ufficio di progettazione. Il tempo è ristretto e il compito è arduo. Come ottenere rapidamente e in sicurezza i dati topografici necessari per il progetto? Dalle indagini condotte presso gli uffici del catasto e della cartografia, è emerso che la maggior parte delle aree del progetto non dispone attualmente di dati pertinenti, oppure che alcuni dati sono obsoleti. Un approccio diretto non è fattibile. L'utilizzo di metodi tradizionali per la raccolta di dati sul campo richiede un grande impiego di manodopera e risorse materiali in un'area di progetto di oltre dieci chilometri quadrati, con il rischio di perdere informazioni rilevanti e di compromettere la sicurezza del personale addetto all'esecuzione del progetto.

Attraverso un confronto e un'attenta valutazione, l'unico metodo praticabile risulta essere la fotogrammetria aerea con droni. Comodo, efficiente, sicuro e con qualità garantita.

Determinare l'estensione dell'area di indagine

L'ambito di questa misurazione comprende lo stato attuale di 30 miniere abbandonate, inclusi cumuli di scarti di lavorazione a cielo aperto e cave a cielo aperto. La distribuzione di ciascuna miniera è relativamente dispersa. L'area di lavoro viene importata nel sistema di gestione dei droni Foxtech Robot sulla base delle coordinate esistenti del proprietario.

Indagine sul campo in loco

L'indagine sul campo ha lo scopo principale di comprendere nel dettaglio le condizioni del traffico nell'area di indagine, le condizioni di osservazione nell'area di indagine, determinare i punti di decollo e atterraggio, osservare oggetti al suolo, altitudine, terreno, vegetazione, ecc.

Progettazione del percorso

In base alle condizioni preliminari dell'area di rilevamento, vengono pianificate e progettate le rotte aeree, inclusi la direzione della rotta, l'altitudine di volo, ecc. La scala di progettazione di questa misurazione è 1:500, il tasso di fragranze intense nella rotta di progetto è dell'80%, il tasso di fragranze intense laterali è del 65%-70% e l'altezza media di volo relativa è di 150 metri. Nel rispetto della sicurezza del volo, è possibile ottenere la massima precisione possibile con la fotogrammetria aerea della situazione attuale.

Disposizione e test dei punti di controllo dell'immagine

Quando si utilizzano i droni per la fotografia aerea, sono spesso necessari punti di controllo dell'immagine. La precisione e il numero di punti di controllo influiscono direttamente sull'accuratezza dell'elaborazione successiva dei dati di rilevamento aereo. Pertanto, la disposizione e la selezione dei punti di controllo devono essere standardizzate, rigorose e precise. In genere, è possibile utilizzare vernice spray a base d'olio per i punti di controllo sul campo, a seconda delle esigenze. Il colore della vernice spray deve essere scelto in base alle condizioni dell'area di misurazione. È preferibile scegliere un colore con un elevato contrasto cromatico. Dopo aver completato i punti di controllo, scattare 2-4 foto da diverse angolazioni; è consigliabile avere un oggetto di riferimento per facilitare l'elaborazione interna.

rilevamento aereo sul campo tramite droni

Una volta completata la disposizione dei punti di controllo delle immagini, si procederà tempestivamente al rilevamento aereo sul campo, compatibilmente con le condizioni meteorologiche. Il rilevamento aereo viene effettuato utilizzando il modulo di "volo intelligente" del drone Foxtech Robot Steward. Il processo operativo prevede le seguenti fasi: assemblaggio del velivolo, installazione della stazione base, collaudo e messa a punto al decollo, monitoraggio del volo, download e analisi dei dati al termine del volo. Il processo operativo viene eseguito nel rigoroso rispetto delle normative vigenti.

La realizzazione di carte topografiche utilizza attrezzature e software di mappatura tridimensionale completamente digitali per raccogliere dati su tutti gli elementi della superficie e sulle forme del terreno. Dopo la mappatura esterna e i rilievi supplementari, il team interno utilizza software di mappatura professionale per l'elaborazione dei dati e altre attività al fine di ottenere una carta topografica in scala 1:500. I risultati finali sono i seguenti:

Questo progetto, realizzato dalla provincia e dalla città, si propone di concretizzare lo spirito del XIX Congresso Nazionale del Partito Comunista Cinese, accelerare la costruzione di una civiltà ecologica, proseguire nella promozione del controllo globale dell'inquinamento derivante dalle miniere a cielo aperto nella provincia e vincere con determinazione la battaglia per la salvaguardia del cielo azzurro. Il tempo stringe e il compito è arduo. Errori o ritardi in qualsiasi fase di rilevamento, progettazione e costruzione avranno una serie di conseguenze negative. Come portare a termine in modo efficiente i compiti assegnati dai superiori è una questione imprescindibile per le amministrazioni a tutti i livelli.

Grazie all'utilizzo della tecnologia di rilevamento aereo con droni nella fase preliminare di questo progetto, i vantaggi si sono concretizzati come segue:

1. Tempi di misurazione ridotti ed elevata efficienza. Se questo progetto adottasse i metodi di rilevamento tradizionali, sarebbero necessari almeno 3 mesi di lavoro per un team dedicato alla misurazione dell'intera area. Grazie all'utilizzo della tecnologia di rilevamento aereo con droni, sarà sufficiente un solo team di rilevamento e il rilevamento aereo sul campo e l'elaborazione dei dati richiederanno complessivamente 15 giorni. Ciò consente un notevole risparmio di tempo e costi, oltre a liberare tempo e spazio per le successive fasi di progettazione e costruzione.

2. Minore investimento di personale e costi di misurazione significativamente ridotti. Se questo progetto utilizzasse metodi di misurazione tradizionali, richiederebbe inevitabilmente un grande impiego di risorse umane e materiali, con costi molto elevati. Grazie all'utilizzo della tecnologia di rilevamento aereo con droni, è sufficiente un solo team di misurazione e un solo veicolo, mentre il personale rimanente può dedicarsi attivamente all'elaborazione interna dei disegni, con un notevole risparmio di risorse umane, materiali e finanziarie.

3. L'attuale situazione di rilevamento e mappatura è completa e la qualità è garantita. Se in questo progetto si utilizzassero metodi di rilevamento tradizionali, ci sarebbero inevitabilmente aree irraggiungibili a causa di conformazioni naturali del terreno, condizioni di visibilità, ecc., con conseguenti misurazioni imprecise. Utilizzando la tecnologia di rilevamento aereo con droni, l'intera scena della miniera può essere integrata in un'unica immagine, la situazione attuale è chiara a colpo d'occhio e può essere esplorata e modificata per evitare di perdere dettagli o informazioni importanti.

4. Il personale non deve essere presente per ogni test e la sicurezza è notevolmente migliorata. Se in questo progetto si utilizzassero i metodi di misurazione tradizionali, il personale potrebbe effettuare le misurazioni ovunque si trovi e sarebbe sempre presente. L'area di misurazione è costituita da miniere abbandonate da molti anni, e la presenza di mine e mine è sconosciuta, quindi esistono potenziali rischi per il personale che si sposta a piedi. Grazie alla tecnologia di rilevamento aereo con droni, il team di rilevamento deve solo trovare un'area relativamente pianeggiante nell'area del progetto dove i droni possano decollare e atterrare. Non appena il velivolo decolla e atterra, il rilevamento sul campo è completato e la sicurezza è notevolmente migliorata.

5. Le immagini risultanti possono essere riutilizzate da altri reparti. Il reparto di progettazione può verificare direttamente lo stato effettivo della miniera tramite la mappa delle immagini, con un notevole risparmio di personale e tempo rispetto alle ispezioni in loco; i dipartimenti governativi, come quello del territorio e delle risorse, possono verificare direttamente lo stato effettivo della miniera tramite la mappa delle immagini, fornendo una garanzia fondamentale per un processo decisionale e una valutazione scientifica.

In sintesi, l'utilizzo della tecnologia di rilevamento aereo con droni nelle attività di misurazione di questo progetto ha consentito di risparmiare tempo, ridurre i costi, garantire la qualità dei risultati e assicurare la sicurezza del personale. Ha contribuito positivamente alla buona riuscita del progetto e ha apportato benefici all'azienda e alle parti interessate. L'esperienza maturata dall'unità in progetti simili, come il controllo completo dell'inquinamento nelle miniere a cielo aperto e la gestione ambientale, costituisce un valido punto di riferimento.