Применение технологии аэрофотосъемки с использованием беспилотных летательных аппаратов в комплексных работах по контролю загрязнения в карьерах.

Необходимость проекта

1. Контрольная зона относится к заброшенной шахте, закрытой ответственным лицом. Местоположение и характер контрольной зоны соответствуют духу уведомления плана действий Министерства земельных и природных ресурсов «Озеленение шахт» и задачам по устранению нерешенных экологических проблем шахт в категории «три зоны и две линии».

2. Обрабатываемая территория представляет собой карьерную добычу полезных ископаемых, которая нанесла серьезный ущерб ландшафту и земельным ресурсам. Горные породы непосредственно обнажены на поверхности и сильно выветрены. Поверхность выветрилась до основания. В сухие весенне-осенние сезоны повсюду поднимается пыль, образуя источник песчаных бурь и смога. Это приводит к серьезному загрязнению атмосферы и требует срочного проведения работ по «озеленению» горнодобывающей промышленности.

3. Изрезанный рельеф обрабатываемой территории крайне не соответствует знаменитому туристическому городу Циньхуандао, «Жемчужине Бохайского моря». Кроме того, местные жители остро нуждаются в «озеленении шахты» в этом районе и изменении экологической обстановки.

Ввиду этого, крайне важно进一步 повысить имидж города Циньхуандао как цивилизованного города, определить воздействие этих шахт на геологическую среду и причиняемый ими экологический ущерб, устранить скрытые опасности геологических катастроф, создать гармоничный природный ландшафт и улучшить экологическую обстановку. Это неотложная задача экономического развития уезда. Поэтому крайне необходимо провести работы по восстановлению и управлению геологической средой шахт. Это не только необходимо, но и является крайне актуальной задачей, стоящей перед правительством.

Благодаря реализации проекта была проведена очистка поврежденной геологической среды шахты, эффективно контролировались потенциальные геологические опасности, шлак и отходы были рационально складированы и утилизированы, топография и ландшафт горнодобывающего района были благоустроены, а экологическая обстановка шахты восстановлена ​​и улучшена, что будет способствовать снижению пылеобразования. Это имеет большое значение для снижения загрязнения, улучшения качества воздуха, улучшения экологической обстановки вокруг «трех районов и двух линий» и содействия устойчивому развитию местной экономики.

В заключение, благодаря поддержке специальных национальных фондов, данный проект технически и экономически осуществим и может достичь поставленных целей. Проект имеет значительные социальные, экономические и экологические преимущества.

В соответствии с требованиями «Уведомления Департамента природных ресурсов провинции Хэбэй о комплексных задачах управления заброшенными горнодобывающими предприятиями ответственных субъектов в 2020 году» и в сочетании с «Сводной таблицей комплексных задач управления заброшенными горнодобывающими предприятиями ответственных субъектов в городе Циньхуандао в 2020 году», Бюро природных ресурсов и планирования уезда проводит инженерно-техническую обработку 30 горнодобывающих участков. Текущее состояние проектной территории до начала обработки следующее:

Фотографии текущего состояния шахты.

Содержание работы по измерению

(1) Измерять, собирать и анализировать топографию, стратиграфию, литологию, геологическую структуру и другие данные, относящиеся к проекту, а также понимать физические географические и региональные геологические условия окружающей среды в районе проекта;

(2) Выявлять геологические и экологические проблемы и опасности, связанные с горнодобывающей деятельностью, посредством топографических и наземных съемок, а также оценивать тенденции развития; определять забои туннелей, отвалы шлака, карьеры, горные ступени и платформы, шлам, распределение и масштаб одиночных горных пород и остаточных горных массивов, а также степень повреждения поверхностной растительности, земельных ресурсов и ландшафтов; выявлять возможные вторичные катастрофы, такие как опасные горные породы и неустойчивые склоны, и оценивать их устойчивость; подготавливать планы, разрезы и другие соответствующие чертежи, необходимые для проектирования инженерных сооружений;

(3) Изучить условия строительства, такие как водоснабжение и электроснабжение, строительные дороги, рабочие площадки и площадь земельного участка под проект в районе проекта.

Анализ сложности работы

- Анализ сложности периода строительства

Данный проект имеет сжатые сроки строительства и предъявляет высокие требования к технологиям и качеству выполнения работ. Как обеспечить достижение целей проекта в максимально разумные сроки? Гарантирование соблюдения сроков строительства станет одной из сложностей реализации проекта. Улучшение методов измерения и планирования строительных работ, а также организация работы персонала для их группировки и выполнения – наилучший способ обеспечить соблюдение сроков строительства.

Анализ трудностей реализации проекта

Проектные участки расположены на заброшенных шахтах, которые не используются уже много лет. Большая часть территории заросла сорняками. Текущее состояние хвостохранилищ и шахтных туннелей неизвестно, и во время строительства существуют угрозы безопасности.

Исходя из вышеизложенного анализа, особенно важно выбрать метод работы с коротким рабочим циклом, надежным качеством и высокой безопасностью, что напрямую повлияет на весь цикл проекта.

Основная задача топографической съемки в рамках этого проекта — измерение текущего состояния местности и объектов, а в конечном итоге — предоставление пригодных для использования топографических карт, которые послужат базовыми данными для проектного отдела. Время поджимает, а задача сложная. Как быстро и безопасно получить украденные материалы по местности, относящейся к проекту? В результате запросов в земельные и картографические управления выяснилось, что по большей части территории проекта в настоящее время отсутствуют соответствующие данные, а некоторые данные устарели. Прямое использование данных не сработает. Использование традиционных методов сбора полевых данных требует больших трудовых и материальных ресурсов на территории проекта площадью более десяти квадратных километров, а существующие объекты легко потерять, что также сопряжено с высокими рисками для безопасности персонала, занимающегося реализацией проекта.

По результатам сравнения и всестороннего анализа, единственным доступным методом является аэрофотограмметрия с использованием дронов. Удобно, эффективно, безопасно и гарантирует высокое качество.

Определите масштабы обследуемой территории.

Данное измерение охватывает текущее состояние 30 заброшенных шахт, включая отвалы, шлаковые кучи и карьеры. Распределение каждой шахты относительно неравномерное. Объем работ импортируется в систему управления дронами Foxtech Robot на основе существующих координат владельца.

Полевые исследования на месте

Полевые исследования на месте в основном направлены на детальное изучение условий движения в зоне обследования, условий наблюдения в зоне обследования, определение мест взлета и посадки, наблюдение за наземными объектами, высотой, рельефом местности, растительностью и т. д.

Проектирование маршрутов

На основе предварительного обследования местности планируются и проектируются воздушные маршруты, включая направление маршрута, высоту полета и т.д. Масштаб измерений составляет 1:500, расчетная доля сильного запаха по направлению маршрута — 80%, по бокам — 65–70%, а относительная средняя высота полета — 150 метров. При условии обеспечения безопасности полета максимально возможная точность аэрофотограмметрии текущей ситуации.

Разработка и тестирование контрольных точек изображения.

При использовании дронов для аэрофотосъемки часто требуются контрольные точки изображения. Точность и количество контрольных точек напрямую влияют на точность постобработки данных аэрофотосъемки. Поэтому расположение и выбор контрольных точек должны быть стандартизированными, строгими и точными. Как правило, для полевых контрольных точек изображения можно использовать аэрозольную краску на масляной основе в зависимости от потребностей. Цвет аэрозольной краски следует выбирать с учетом условий измеряемой области. Лучше выбрать цвет с высоким цветовым контрастом. После завершения установки контрольных точек изображения сделайте 2-4 фотографии с разных ракурсов. Желательно иметь эталонный объект для облегчения внутренней обработки.

аэрофотосъемка местности с помощью БПЛА

После завершения разметки контрольных точек изображения будут своевременно проведены полевые аэрофотосъемочные работы в соответствии с погодными условиями. Для аэрофотосъемки используется модуль «интеллектуального полета» дрона Foxtech Robot steward. Процесс выполнения работ включает в себя: сборку летательного аппарата – установку базовой станции – осмотр и отладку перед взлетом – мониторинг полета – загрузку и проверку данных после завершения полета. Процесс выполнения работ строго осуществляется в соответствии с правилами.

Для составления топографических карт используется полностью цифровое трехмерное картографическое оборудование и программное обеспечение для сбора данных обо всех элементах поверхностных объектов и форм рельефа. После внешнего картографирования и дополнительной съемки, собственная компания использует профессиональное картографическое программное обеспечение для редактирования данных и других работ, чтобы получить топографическую карту масштаба 1:500. Итоговые результаты выглядят следующим образом:

Этот проект реализуется провинцией и городом в целях воплощения в жизнь духа 19-го съезда Коммунистической партии Китая, ускорения построения экологической цивилизации, дальнейшего содействия всестороннему контролю загрязнения от карьерных разработок в провинции и решительной борьбы за защиту голубого неба. Время поджимает, а задача непростая. Ошибки или задержки в любом аспекте обследования, проектирования и строительства приведут к ряду негативных последствий. Эффективное выполнение задач, поставленных вышестоящими органами, является важнейшим вопросом для правительств всех уровней.

Использование технологии аэрофотосъемки с помощью беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в ходе предварительного обследования данного проекта позволило в полной мере оценить следующие преимущества:

1. Короткое время измерений и высокая эффективность. Если бы в этом проекте использовались традиционные методы геодезической съемки, на обмер всей площадки потребовалось бы не менее 3 месяцев, чтобы нанять команду. С использованием технологии аэрофотосъемки с дронов на этот раз потребуется всего одна команда, а полевая аэрофотосъемка и обработка данных займут всего 15 дней. Это значительно экономит время и средства, а также позволяет сэкономить время и пространство для последующего проектирования и строительства.

2. Меньшие затраты на персонал и значительное снижение издержек на измерения. При использовании традиционных методов измерений в этом проекте неизбежно потребуется много трудовых и материальных ресурсов, что приведет к очень высоким затратам. После применения технологии аэрофотосъемки с помощью дронов требуется всего одна группа специалистов по измерениям и один транспорт, а оставшийся персонал активно используется для внутренней обработки чертежей, что значительно экономит человеческие, материальные и финансовые ресурсы.

3. Текущая ситуация с геодезией и картографированием является всеобъемлющей, и качество гарантировано. При использовании традиционных методов геодезии в этом проекте неизбежно возникнут недоступные участки из-за природных особенностей рельефа, условий видимости и т. д., что приведет к неточным измерениям. Использование технологии аэрофотосъемки с помощью дронов позволяет объединить всю сцену шахты в одно изображение, благодаря чему текущая ситуация становится понятной с первого взгляда, и ее можно просматривать и редактировать, избегая упущенных и недостающих элементов.

4. Присутствие персонала не требуется на каждом испытании, что значительно повышает безопасность. Если в этом проекте используются традиционные методы измерений, персонал сможет проводить измерения, где бы он ни находился, и всегда будет присутствовать на месте. Измерительная площадка представляет собой заброшенные шахты, существующие уже много лет, и их расположение неизвестно, поэтому существует потенциальный риск для персонала, передвигающегося пешком. После использования технологии аэрофотосъемки с помощью дронов, команде нужно лишь найти относительно ровный участок на территории проекта, где дроны смогут взлететь и приземлиться. Как только дрон поднимется и опустится, полевое обследование будет завершено, что значительно повысит безопасность.

5. Полученные изображения могут быть повторно использованы другими отделами. Проектный отдел может напрямую проверить фактическое состояние шахты с помощью карты изображений, что значительно экономит трудозатраты и время на выездные инспекции; государственные ведомства, такие как земельные и ресурсные управления, могут напрямую проверить фактическое состояние шахты с помощью карты изображений, что обеспечивает базовую гарантию для принятия научно обоснованных решений и оценок.

В заключение, использование технологии аэрофотосъемки с помощью БПЛА в измерительных работах по данному проекту позволило сэкономить время, снизить затраты, обеспечить качество результатов и безопасность персонала. Это внесло позитивный вклад в бесперебойную реализацию проекта и принесло пользу компании и заинтересованным сторонам. Опыт подразделения в реализации аналогичных проектов, таких как комплексный контроль загрязнения на открытых рудниках и экологическое управление, является хорошим ориентиром.