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国土资源遥感  2018, Vol. 30 Issue (3): 224-229    DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.30
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无人机遥感技术在北京首云铁矿储量动态监测中的应用
向杰1,2, 陈建平2(), 李诗2, 赖自力2, 黄浩中2, 刘静2, 谢帅2
1. 中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京 100037
2. 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京 100083
Research on application of unmanned aerial vehicle technology to dynamic monitoring of reserves in the Shouyun iron mine, Beijing
Jie XIANG1,2, Jianping CHEN2(), Shi LI2, Zili LAI2, Haozhong HUANG2, Jing LIU2, Shuai XIE2
1. MNR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Mineral Resources, CAGS, Beijing 100037, China
2. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences(Beijing), Beijing 100083, China;
全文: PDF(5676 KB)   HTML  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

如何快速、准确、廉价地开展矿山监测一直是国土资源遥感领域的研究热点。以北京首云铁矿为例,首先在2014年8月和2016年10月分别对其进行了无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)野外调查; 然后,利用无人机摄影测量技术(UAV structure from motion,SfM)获取了高精度的数字地表模型(digital surface model,DSM)以及数字正射影像图(digital orthophoto map,DOM); 最后,利用改进的地形变化算法(DSM of difference,DoD)快速计算出矿山动用储量体积变化,通过乘以该矿山平均含矿率、矿石平均体重以及矿石平均品位即得到储量变化。研究结果表明,对于露天开采的矿区,利用无人机遥感技术能够快速、准确计算出矿山动用储量,实现对露天矿山动用储量的动态监测,为矿山储量动态监测以及矿山环境监测提供了新的思路。

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向杰
陈建平
李诗
赖自力
黄浩中
刘静
谢帅
关键词 无人机摄影测量露天矿山储量动态监测首云铁矿    
Abstract

An open challenge for the remote sensing community is to explore a fast, accurate and low-cost method to monitor the open-pit mining. For this purpose, the authors selected the Shouyun iron mine as the case study. Firstly, the authors implemented field campaigns and data acquisition of unmanned aerial vehicle(UAV) in August 2014 and October 2016. Secondly, the authors generated high-resolution of the digital surface model (DSM) and digital orthophoto map (DOM) by using UAV structure from motion (SfM) technology. Finally, the volumetric changes of reserves were calculated by using the algorithm of DSM of difference (DoD), and then multiplied by the average of ore-bearing rate, density of iron ore and ore grade to obtain the mined tonnage. The result shows that the UAV and SfM technology could be a fast and accurate solution for monitoring the reserves of open-pit mines. This study provides a new idea for dynamic monitoring of reserves and environment in open-pit mine.

Key wordsUAV    SfM    open-pit mine’s reserves;    dynamic monitoring    Shouyun iron mine
收稿日期: 2017-01-19      出版日期: 2018-09-10
:  TP79  
基金资助:北京市教委项目“北京废弃矿山地质灾害天地空联合评价”(2015282-49)
通讯作者: 陈建平
作者简介: 向 杰(1990-),男,博士研究生,研究方向为矿山环境遥感监测。Email: xiangjie@cugb.edu.cm。
引用本文:   
向杰, 陈建平, 李诗, 赖自力, 黄浩中, 刘静, 谢帅. 无人机遥感技术在北京首云铁矿储量动态监测中的应用[J]. 国土资源遥感, 2018, 30(3): 224-229.
Jie XIANG, Jianping CHEN, Shi LI, Zili LAI, Haozhong HUANG, Jing LIU, Shuai XIE. Research on application of unmanned aerial vehicle technology to dynamic monitoring of reserves in the Shouyun iron mine, Beijing. Remote Sensing for Land & Resources, 2018, 30(3): 224-229.
链接本文:  
https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/gtzyyg.2018.03.30      或      https://www.gtzyyg.com/CN/Y2018/V30/I3/224
Fig.1  北京市密云区首云铁矿位置
型号 重量/g 空间分辨
率/ m
焦距 /mm 传感器尺
寸/mm
数据大小/
像素×像素
Sony
QX100
179 20.9 10.4~37.1 13.2 × 8.8 5 472 × 3 648
Tab.1  UAV搭载数码相机基本参数
Fig.2  UAV野外调查与数据获取航线
Fig.3  2期UAV摄影测量获取的点云与DSM
Fig.4  最小检出限法计算地形变化结果
Fig.5  转换概率法计算地形变化结果
方法 堆积/m3 开挖/m3 总体积变化/m3 储量变化/t
原始DoD 1 325 479 -14 633 968 -13 308 489 -1 916 422
最小检出限法(0.5 m) 1 264 146 -14 559 008 -13 294 862 -1 914 460
最小检出限法摒弃量 61 333 -74 960 -13 627 -1 962
转换概率法(95%) 1 262 525 -14 556 857 -13 294 332 -1 914 384
转换概率法摒弃量 62 954 -77 111 -14 157 -2 039
Tab.2  不同方法计算储量变化结果对比
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