Com optimitzar l’explotació i el control de les explotacions mitjançant l’ús de drones.

drone scan cantera

Drone Secrets: Una de les moltes aplicacions dels drone és la realització de vols autònoms per a la captació de dades mitjançant fotografies aèries realitzades des del drone.

Gràcies a aquesta tecnologia i a programes de restitució i modelatge 3D de les fotografies aèries captades pel drone es poden realitzar treballs en les pedreres amb una molt elevada precisió, en temps molt reduïts de treball en camp, de forma segura ja que els topògrafs no han d’accedir a zones potencialment perilloses del planter i amb resultats òptims per a l’empresa.

Aplicacions:

  • Seguiment tasques de preparació i extracció. Control de volums de estèril. Monitorització de volums totals extrets. Volums de bancs de montera per a la seva retirada. Càlcul de volums de estèril i quantificació per al seu transport.
Càlcul volum material

Càlcul volum material

  • Seguiment de les tasques de restauració. Control de la restauració d’acord amb els plans de restauració vigents per al planter.
  • Creació d’ordres de treball gràfiques i senzilles d’interpretar pels operaris de l’empresa.

Avantatges:

  • Aixecaments topogràfics de detall amb milions de punts.
  • Immediatesa de la presa de dades en el camp i anàlisi al despatx.
  • Facilitat de tractament de les dades obtingudes en diferents plataformes per al seu processat i emmagatzematge de la informació.
  • Major seguretat per als operaris que realitzen els treballs de topografia en no haver d’accedir a les zones de treball del planter per a l’obtenció dels punts necessaris per a la posterior representació de la superfície del terreny en un plànol.

Equip recomanat:

Al mercat hi ha diversos programes per assolir els objectius fixats per l’empresa propietària de la pedrera de control, monitorització i coneixement de l’explotació, al present artícle és recomanen els següents equips per a realitzar amb èxit les tasques descrites:

Equips:

  • Drone o aeronau no tripulada provisa de cambra per a l’obtenció de fotografies. Es poden emprar un drone DJI Phantom 3 professional.
Drone Phantom 3

Drone Phantom 3

  • Equip informàtic per al processament de les imatges i el seu posterior treball d’anàlisi i càlculs. Es pot emprar un equip portàtil per avaluar les imatges preses pel drone al camp i analitzar en un primer moment i sobre el terreny que s’han captat les imatges correctament. Es farà servir un equip portàtil proveït de sistema operatiu Windows.
  • Tablet o Smartphone per al control de la missió de vol del Drone i la programació de la missió in situ sobre el terreny.
  • GPS de precisió per fixar en el terreny dels Ground Control Points (GCP) Punts de Control sobre el terreny, que ens ajudaran a disminuir l’error de les dades preses mitjançant l’ús del drone.

Programari:

  • Programa Pix4DCapture instal·lat al telèfon intel·ligent o tauleta de control de vol del drone.
pix4Dcapture

Programa vol drone pix4Dcapture

  • Farem servir el programa de Agisoft Photoscan per al processat de les imatges captades pel drone al camp i la creació del model 3D del planter.
  • Farem servir el programa d’Autodesk Autocad Civil 3D per treballar amb la núvol de punts generada a partir de les imatges aèries captades pel drone i processades pel programa Photoscan i la realització de càlculs de volums, perfils, modelatge del terreny, etc.
  • Farem servir el programa Google Earth Pro per al control periòdic de l’avanç dels treballs d’explotació i restauració de la pedrera i poder mostrar-lo als diferents membres de l’empresa de forma accessible i senzilla.

Flux de treball:

  • Fixar els GCP sobre el terreny, es recomana fer coincidir els GCP amb les fites que defineixen el perímetre de la pedrera a estudiar. Hem de conèixer les coordenades d’aquests punts per al posterior processament a l’oficina.
  • Programar el vol del drone sobre el terreny mitjançant el programa Pix4DCapture fixar l’angle de la càmera i el solapament de les imatges. També s’haurà de definir l’altura de vol del drone sobre el nivell del terreny.
  • El drone realitza el vol en sistema automàtic i torna al punt d’orígen amb les imatges captades durant la missió seguint la malla de vol mostrada en la imatge anterior. Es recullen les imatges al telèfon intel·ligent i es passen a l’equip informàtic portàtil.
Imarge Aerea Pedrera Marbre

Imarge Aerea Pedrera Marbre

  • Es descarreguen les imatges captades al PC portàtil i mitjançant el programa Agisoft Photoscan seguint un flux de treball s’alineen les imatges, es crea la núvol de punts des de les imatges, la malla, la textura del terreny, i els ortofotomapes del terreny.
  • S’exporten els arxius des del programa Agisoft Photoscan per al seu processament mitjançant el programa Autodesk Autocad Civil 3D s’exporta l’ortofotomapa en format tiff i la núvol de punts generada amb tots els punts captats (més d’1 milió de punts per cada 50 imatges captades pel drone). Al programa Autodesk Autocad Civil 3D podrem crear les corbes de nivell del planter, perfils, mesurar vólumenes, etc.
  • S’exporta l’arxiu en format kmz per al seu processament mitjançant Google Earth Pro per a la seva inclusió en plans de Google Earth i la seva posterior monitorització dels avenços de l’activitat extractiva i la restauració de la mateixa.

Gràcies a aquest sistema de treball i fluxos amb un operari i una jornada de treball poden realitzar treballs en pedreres de fins a 10 Ha de superfície i obtenir excel·lents resultats molt valuosos per a l’empresa propietària de la pedrera.

El present article te finalitats purament informatives.

Article escrit per Carles Moreno, enginyer tècnic de mines i gerent de la Federació Catalana de la Pedra