노천광산의 종합적인 오염 제어 작업에 드론 항공 측량 기술을 적용하는 방안

프로젝트의 필요성

1. 해당 관리 구역은 책임 당사자가 폐쇄한 폐광산에 속합니다. 관리 구역의 위치 및 성격은 국토자원부의 “광산 녹화화” 실행 계획 고시의 취지 및 “3개 구역 2개 라인” 범주에 속하는 미해결 광산 환경 문제 시정 과제와 일치합니다.

2. 처리 대상 지역은 노천 채굴 지역으로, 경관과 토지 자원에 심각한 피해를 입혔습니다. 암석이 지표면에 직접 노출되어 심하게 풍화되었으며, 지표면은 풍화 작용으로 인해 흙이 파고들었습니다. 봄과 가을의 건기에는 곳곳에서 먼지가 날려 모래폭풍과 미세먼지 발생의 원인이 되고 있습니다. 이는 심각한 대기 오염을 유발하고 있으므로, 시급히 "채굴지 녹화" 처리가 필요합니다.

3. 처리 지역의 울퉁불퉁한 지형은 보하이해의 진주라 불리는 유명 관광 도시 친황다오의 분위기와 매우 어울리지 않습니다. 또한, 지역 주민들은 이 지역의 "광산을 녹지화"하고 생태 환경을 개선하기를 간절히 바라고 있습니다.

이러한 점을 고려할 때, 친황다오시의 문명 도시 이미지를 더욱 강화하고, 광산이 지질 환경에 미치는 영향과 그로 인한 환경·생태적 피해를 파악하며, 잠재적인 지질 재해 위험을 제거하고, 조화로운 자연 경관을 조성하고, 생태 환경을 개선하는 것은 현 경제 건설에 있어 시급한 과제입니다. 따라서 광산 지질 환경 복원 및 관리는 시급히 추진해야 할 과제이며, 정부가 직면한 매우 중요한 사업입니다.

본 사업 시행을 통해 광산의 손상된 지질환경을 복원하고, 잠재적인 지질 위험을 효과적으로 관리하며, 슬래그와 폐기물을 합리적으로 적재 및 활용하고, 광산 지역의 지형과 경관을 미화하고, 광산의 생태환경을 복구 및 개선함으로써 분진 발생을 줄이고, 대기오염을 완화하며, "삼구양선" 주변 지역의 생태환경을 개선하고, 지역 경제의 지속가능한 발전을 촉진하는 데 크게 기여할 것입니다.

요약하자면, 국가 특별 기금의 지원을 받는 이 프로젝트는 기술적, 경제적으로 실현 가능하며 기대하는 목표를 달성할 수 있습니다. 이 프로젝트는 사회적, 경제적, 환경적으로 상당한 이점을 가져다 줄 것입니다.

허베이성 천연자원부의 "2020년 책임기관 폐광지 종합관리 과제에 관한 고시" 및 "2020년 친황다오시 책임기관 폐광지 종합관리 과제 요약표"의 요건에 따라, 친황다오현 천연자원계획국 관할 30개 폐광지에 대해 토목 정비 작업이 진행 중입니다. 정비 전 사업 구역의 현황은 다음과 같습니다.

광산의 현재 상황을 찍은 사진들

측정 작업 내용

(1) 프로젝트와 관련된 지형, 층서, 암석학, 지질 구조 및 기타 데이터를 측정, 수집 및 분석하고 프로젝트 지역의 물리적 지리 및 지역 지질 환경 조건을 이해합니다.

(2) 지형 조사 및 지상 조사를 통해 채광 활동으로 인한 채광 지질 환경 문제 및 위험을 파악하고 개발 추세를 평가하며, 갱도면, 슬래그 더미, 채광 구덩이, 채광 계단 및 플랫폼, 찌꺼기, 고립된 암석 및 잔류 산의 분포 위치 및 규모, 지표 식생, 토지 자원 및 경관에 대한 피해 정도를 파악하고, 위험한 암반(암석)체 및 불안정한 사면과 같은 가능한 2차 재해를 파악하고 안정성을 평가하며, 관리 엔지니어링 설계에 필요한 계획도, 단면도 및 기타 관련 도면을 작성합니다.

(3) 사업지역 내의 상수도 및 전기, 건설도로, 공사현장, 사업용지 면적 등의 건설조건을 조사한다.

직무 난이도 분석

-건설 기간 난이도 분석

본 프로젝트는 공사 기간이 촉박하고 기술 및 시공 품질에 대한 요구 조건이 높습니다. 어떻게 하면 가장 합리적인 시간 내에 프로젝트 목표를 달성할 수 있을까요? 공사 기간 준수가 본 프로젝트 수행의 난관이 될 것입니다. 측정 및 시공 방법을 개선하고, 인력을 그룹으로 편성하여 효율적으로 시공하는 것이 공사 기한을 확보하는 최선의 방법입니다.

프로젝트 실행 난이도 분석

사업 대상 지역은 모두 수년 동안 방치된 폐광 지역입니다. 대부분의 지역은 잡초로 뒤덮여 있으며, 광미 구덩이와 갱도의 현재 상태는 알 수 없고, 건설 과정에서 안전상의 위험이 존재합니다.

위의 분석을 바탕으로, 프로젝트의 전체 주기에 직접적인 영향을 미치는 작업 방식을 선택할 때 작업 주기가 짧고 품질이 신뢰할 수 있으며 안전성이 높은 방식을 선택하는 것이 특히 중요합니다.

본 프로젝트의 측량 작업의 주요 내용은 지형 및 지형지물의 현황을 측정하고, 최종적으로 설계 부서에 기초 자료를 제공하는 데 활용 가능한 지형도를 제작하는 것입니다. 시간은 촉박하고 작업량은 많습니다. 도난당한 프로젝트 지형 자료를 신속하고 안전하게 확보할 수 있는 방법은 무엇일까요? 토지 및 측량 부서에 문의한 결과, 대부분의 프로젝트 지역에는 관련 자료가 없거나, 있더라도 오래되고 최신 자료가 아닌 것으로 나타났습니다. 기존 방식을 그대로 적용하는 것은 불가능하며, 10제곱킬로미터가 넘는 프로젝트 지역에서 전통적인 방식으로 모든 지역의 자료를 수집하려면 막대한 인력과 물자가 필요하고, 기존 지형지물이 손실될 위험이 크며, 프로젝트 수행 인력의 안전 위험 또한 높습니다.

여러 자료를 비교하고 종합적으로 검토한 결과, 드론 항공 사진측량만이 유일하게 사용 가능한 방법입니다. 편리하고 효율적이며 안전하고 품질이 보장됩니다.

조사 대상 지역의 범위를 결정하십시오.

본 측정 범위는 노천 광미 더미와 채굴 구덩이를 포함한 30개 폐광의 현황을 포괄합니다. 각 광산은 비교적 흩어져 분포되어 있습니다. 작업 범위는 소유주가 제공한 기존 좌표를 기반으로 Foxtech Robot 드론 관리 시스템에 입력됩니다.

현장 조사

현장 조사의 주된 목적은 조사 지역의 교통 상황, 관측 조건을 상세히 파악하고, 이착륙 위치를 결정하며, 지상 물체, 고도, 지형, 식생 등을 관찰하는 것입니다.

경로 설계

예비 조사 지역 조건을 바탕으로 항로 방향, 비행 고도 등을 포함한 항공 항로를 계획하고 설계합니다. 이 측정의 설계 축척은 1:500이며, 설계 항로의 주향 방향 집중 비행 비율은 80%, 측면 집중 비행 비율은 65~70%, 상대 평균 비행 고도는 150미터입니다. 비행 안전을 확보하는 전제 하에 가능한 한 최고의 정확도로 현황에 대한 항공 사진 측량을 수행합니다.

이미지 제어점 레이아웃 및 테스트

드론을 이용한 항공 촬영 시, 이미지 기준점 설정이 필수적입니다. 기준점의 정확도와 개수는 항공 측량 데이터의 후처리 정확도에 직접적인 영향을 미치므로, 기준점의 배치 및 선정은 표준화되고 엄격하며 정확해야 합니다. 일반적으로 현장 기준점에는 필요에 따라 유성 스프레이 페인트를 사용할 수 있습니다. 스프레이 페인트의 색상은 측정 지역의 환경에 맞춰 신중하게 선택해야 하며, 색상 대비가 큰 색상을 사용하는 것이 좋습니다. 기준점 설정을 마친 후에는 서로 다른 각도에서 2~4장의 사진을 촬영하고, 내부 후처리를 용이하게 하기 위해 기준 대상물을 함께 사용하는 것이 좋습니다.

무인항공기(UAV)를 이용한 현장 항공 조사

이미지 제어점 배치가 완료되면 기상 조건에 따라 적시에 현장 항공 측량 작업이 진행됩니다. 항공 측량에는 폭스텍 로봇 드론 스튜어드의 "지능형 비행" 모듈이 사용됩니다. 작업 과정은 기체 조립 - 기지국 설치 - 이륙 점검 및 디버깅 - 비행 모니터링 - 비행 완료 후 데이터 다운로드 및 검사 순으로 진행됩니다. 모든 작업은 관련 규정을 엄격히 준수하여 수행됩니다.

지형도 제작에는 모든 지표면 요소와 지형에 대한 데이터를 수집하기 위해 완전 디지털 3차원 지도 제작 장비와 소프트웨어가 사용됩니다. 외부 측량 및 추가 측량을 거친 후, 사내에서는 전문 지도 제작 소프트웨어를 사용하여 데이터 편집 및 기타 작업을 수행하여 1:500 축척의 지형도를 제작합니다. 최종 결과물은 다음과 같습니다.

본 사업은 중국 공산당 제19차 전국대표대회 정신을 구현하고 생태문명 건설을 가속화하며, 성내 노천광산 오염의 전면적인 통제를 지속하고 푸른 하늘을 지키기 위한 결연한 의지를 보여주기 위해 성·시가 공동으로 추진하는 사업입니다. 시간은 촉박하고 과제는 막중합니다. 조사, 설계, 시공의 어느 단계에서든 오류나 지연이 발생할 경우 심각한 악영향을 초래할 수 있습니다. 상급자가 부여한 과제를 효율적으로 완수하는 것은 모든 정부 기관이 반드시 해결해야 할 과제입니다.

본 프로젝트의 예비 조사에 무인항공기(UAV) 항공 측량 기술을 활용함으로써 다음과 같은 장점들이 집중적으로 드러났습니다.

1. 측정 시간 단축 및 높은 효율성. 이 프로젝트에 기존 측량 방식을 적용할 경우, 전체 사업 부지를 측량하는 데 최소 3개월 이상의 시간이 소요될 것입니다. 하지만 이번에 드론 항공 측량 기술을 활용하면 측량팀 1개만 투입하여 현장 항공 측량 및 데이터 처리까지 총 15일이면 완료됩니다. 이는 시간과 비용을 크게 절감하고, 후속 설계 및 시공을 위한 시간과 공간을 확보하는 데 도움이 됩니다.

2. 인력 투입 감소 및 측정 비용 대폭 절감. 기존 측정 방식을 사용할 경우, 많은 인력과 물자가 투입되어 비용이 매우 높아질 수밖에 없습니다. 드론 항공 측량 기술을 도입하면 측정팀 1개와 드론 1대만 투입하면 되고, 나머지 인력은 자체적으로 도면 처리 업무에 투입할 수 있어 인적, 물적, 재정적 비용을 크게 절감할 수 있습니다.

3. 현재 측량 및 지도 제작 현황은 포괄적이며 품질이 보장됩니다. 만약 이 프로젝트에 전통적인 측량 방식을 사용한다면, 자연 지형, 시야 조건 등으로 인해 접근이 불가능한 지역이 발생하여 부정확한 측정이 불가피할 것입니다. 드론 항공 측량 기술을 활용하면 광산 전체 현장을 하나의 이미지로 통합할 수 있어, 현황을 한눈에 명확하게 파악하고 누락된 부분을 찾아 수정 및 보완할 수 있습니다.

4. 모든 측정에 인력이 직접 참여할 필요가 없어 안전성이 크게 향상됩니다. 기존 측정 방식을 사용할 경우, 인력은 이동하면서 측정을 진행해야 하므로 항상 현장에 있어야 합니다. 측정 지역은 모두 오랜 기간 방치된 폐광 지역으로, 매설된 광산의 위치와 규모를 알 수 없어 인력 이동에 따른 위험이 존재합니다. 드론 항공 측량 기술을 활용하면 측량팀은 프로젝트 지역 내에서 드론 이착륙이 가능한 비교적 평평한 지역만 찾으면 됩니다. 드론이 이착륙하는 순간 현장 측량이 완료되므로 안전성이 크게 개선됩니다.

5. 생성된 이미지는 다른 부서에서 재사용할 수 있습니다. 설계 부서는 이미지 지도를 통해 광산의 실제 상태를 직접 확인할 수 있어 현장 조사에 소요되는 인력과 시간을 크게 절감할 수 있습니다. 또한 국토자원부 등 정부 부처에서도 이미지 지도를 통해 광산의 실제 상태를 직접 확인할 수 있어 과학적인 의사 결정 및 판단을 위한 기본적인 근거를 제공합니다.

요약하자면, 본 프로젝트의 측정 작업에 드론 항공 측량 기술을 활용함으로써 시간과 비용을 절감하고, 결과물의 품질을 보장하며, 인력의 안전을 확보할 수 있었습니다. 이는 프로젝트의 원활한 진행에 긍정적으로 기여했을 뿐만 아니라 회사와 관련 당사자들에게도 이익을 가져다주었습니다. 본 프로젝트는 향후 노천광산 종합 오염 방지 및 환경 관리와 같은 유사 프로젝트를 수행하는 데 있어 좋은 참고 사례가 될 것입니다.