ИННОВАЦИИ
Оригинальная статья
УДК 622+528.08 © А.О. Рада, А.Д. Кузнецов, И.Л. Непомнищев, Н.Ю. Коньков, 2023
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 12-2023 /1174/
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2023-12-37-43
Название
Совершенствование измерений объемных объектов по данным лазерного сканирования
Авторы
Рада А.О., канд. экон. наук, директор Института цифры ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: rada.ao@kemsu.ru
Кузнецов А.Д., директор Центра геодезии, аэросъемки и кадастровых работ Института цифры ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: adkuz@inbox.ru
Непомнищев И.Л., начальник сектора геодезии Центра геодезии, аэросъемки и кадастровых работ
Института цифры ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: i.nepomnischev@i-digit.ru
Коньков Н.Ю., ведущий программист отдела разработок Института цифры ФГБОУ ВО «Кемеровский
государственный университет», 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: n.konkov@i-digit.ru
Аннотация
Цель исследования – разработать и апробировать методику измерения объемов трехмерных объектов, позволяющую повысить точность результатов и скорость их получения. По сравнению с существующими подходами к обработке данных лазерного сканирования предложено использовать одну и только одну плоскость для создания полигона-основания объекта, помещать полигон- основание и плотное облако точек в мировую систему координат. Тестирование методики, реализованной в веб-приложении, на геометрических примитивах, показало высокую точность и повышение быстродействия. Далее выполнены съемки насыпных складов разного размера различными способами – наземная съемка с использованием тахеометров, аэрофотосъемка, воздушное лазерное сканирование. Показаны высокая сходимость результатов этой методики со стандартными подходами, а также достаточно высокая степень точности. Методика дает возможность быстро и достаточно точно определять объем насыпных объектов, в том числе складов угля, породных отвалов; ее применение перспективно для контроля состояния эрозии отвалов, потенциально возможных наклонов и обрушений массы угля, находящейся на складах и др.
Ключевые слова
Емкость склада, измерение объема, лазерное сканирование, плотное облако точек, маркшейдерская съемка, цифровые технологии.
Список литературы
1. Liu Y., Zheng Y. Accurate volume calculation driven by Delaunay triangulation for coal measurement // Scientific Programming. 2021. Vol. 2021. Article ID 6613264. DOI: 10.1155/2021/6613264.
2. Гусев В.Н., Блищенко А.А., Санникова А.П. Исследование комплекса факторов, оказывающих влияние на погрешность реализации маркшейдерской съемки горных объектов с применением геодезического квадрокоптера // Записки Горного института. 2022. Т. 254. С. 173-179. DOI: 10.31897/PMI.2022.35.
3. Singh S.K., Banerjee B.P., Raval S. A review of laser scanning for geological and geotechnical applications in underground mining // International Journal of Mining Science and Technology. 2023. Vol. 33. No. 2. P. 133-154. DOI: 10.1016/j.ijmst.2022.09.022.
4. Slaker B.A., Mohamed K.M. A practical application of photogrammetry to performing rib characterization measurements in an underground coal mine using a DSLR camera // International Journal of Mining Science and Technology. 2017. Vol. 27. No. 1. P. 83-90. DOI: 10.1016/j.ijmst.2016.09.032.
5. R??a?ski Z., Wrona P., Pach G. et al. The impact of precipitation on the mine waste dump // Journal of Sustainable Mining. 2012. Vol. 20. No. 1. P. 2-12. DOI: 10.46873/2300-3960.1035.
6. An improved ground control point configuration for digital surface model construction in a coal waste dump using an unmanned aerial vehicle system / H. Ren, Y. Zhao, W. Xiao et al. // Remote Sensing. 2020. Vol. 12. No. 10. Article no. 1623. DOI: 10.3390/rs12101623.
7. Ignjatovi? Stupar D., Ro?er J., Vuli? M. Investigation of unmanned aerial vehicles-based photogrammetry for large mine subsidence monitoring // Minerals. 2020. Vol. 10. No. 2. Article no. 196. DOI: 10.3390/min10020196.
8. Utilization of geodetic methods results in small open-pit mine conditions: a case study from Slovakia / S. Labant, M. Bindzarova Gergelova, Z. Kuzevicova et al. // Minerals. 2020. Vol. 10. No. 6. Article no. 489. DOI: 10.3390/min10060489.
9. Gago R.M., Pereira M.Y.A., Pereira G.A.S. An aerial robotic system for inventory of stockpile warehouses // Engineering Reports. 2021. Vol. 3. No. 9. Article ID e12396. DOI: 10.1002/eng2.12396.
10. Фотограмметрическая обработка изображений на основе беспилотных летательных аппаратов и наземного лазерного сканирования при проектировании открытых горных работ / А.Ю. Кротенок, Д.Н. Шурыгин, Т.В. Литовченко и др. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2017. № 12. С. 50-55.
11. Матрица деформаций как инструмент уточнения геодезических координат / А.О. Рада, И.Л. Непомнищев, А.Д. Кузнецов и др. // Успехи современного естествознания. 2023. № 6. С. 122-128. DOI: 10.17513/use.38062.
Поддержка
Исследование выполнено в рамках комплексной научно-технической программы полного инновационного цикла «Разработка и внедрение комплекса технологий в областях разведки и добычи полезных ископаемых, обеспечения промышленной безопасности, биоремедиации, создания новых продуктов глубокой переработки из угольного сырья при последовательном снижении экологической нагрузки на окружающую среду и рисков для жизни населения», утвержденной Распоряжением Правительства Российской Федерации от 11.05.2022 № 1144-р, номер соглашения 075-15–2022-1195 от 30.09.2022.
Для цитирования
Совершенствование измерений объемных объектов по данным лазерного сканирования / А.О. Рада, А.Д. Кузнецов, И.Л. Непомнищев и др. // Уголь. 2023. № 12. С. 37-43. DOI: 10.18796/0041-5790-2023-12-37-43.
Информация о статье
Поступила в редакцию: 09.09.2023
Одобрена рецензентами: 10.11.2023
Принята к публикации: 27.11.2023
