LiDAR vs fotogrametria na mineração

A fotogrametria reconstrói a geometria a partir de fotografias sobrepostas; o LiDAR mede-a diretamente com luz. Ambos produzem uma nuvem de pontos e falham em sítios diferentes: a fotogrametria onde não há textura, luz ou GPS; o LiDAR quase em lado nenhum onde um scanner possa ser levado.

Numa cava aberta, iluminada e com textura, ambos funcionam. Na face íngreme e sombreada, na rocha escura, na praia de rejeitos e em todo o subsolo, só um funciona.

A resposta curta

LiDAR ou fotogrametria para topografia mineira?

LiDAR onde as condições são difíceis — faces íngremes, rocha escura, sem luz, sem GPS, todo o subsolo; fotogrametria para cobertura rápida de uma cava iluminada e com textura.

Como se comparam

Os critérios são o que a mina precisa, não o que uma câmara ou um laser conseguem fazer em princípio.

LiDAR (Artec Jet / Ray II)Distância medida diretamente com um laser, a partir de um tripé ou em movimento.Fotogrametria com droneGeometria reconstruída a partir de fotografias sobrepostas.
Como se obtém a geometriaReconstruído: pontos de imagem correspondidos e triangulados
PrecisãoDepende do GSD, da sobreposição, do controlo e da textura; varia ao longo do modelo
Faces íngremes, sombreadas ou sem texturaMais fraca aqui — sombra, rocha nua e repetição quebram a correspondência
Escuridão e subsoloPrecisa de luz para fotografar e de GPS para voar; fica no portal
Velocidade de cobertura à superfícieRápido: toda a cava num só voo, à luz do dia
ProcessamentoHoras a dias de cálculo; a precisão varia e é verificada no controlo
Escolha esta opção quandoEscolha-a para cobertura rápida à superfície de uma cava iluminada e com textura onde já está em uso.

Muitas operações voam fotogrametria para a vista geral da cava e digitalizam as paredes, as instalações e tudo o que está no subsolo. A digitalização é a referência contra a qual a fotogrametria é verificada.

Por que razão é na parede da cava que se decide

A fotogrametria é um problema de correspondência: o software encontra o mesmo ponto característico em muitas fotografias e triangula-o. Funciona bem em terreno bem iluminado, com textura e variado — o topo de uma escombreira, uma estrada de transporte, um parque de materiais à luz do dia. Funciona mal onde a correspondência falha: uma face íngreme à sombra, rocha nua e escura com pouca textura, superfícies molhadas, padrões repetitivos e onde quer que a câmara não consiga ver. Essas são as paredes da cava, o talude na sombra da manhã e a face de um desmonte recente — as superfícies que mais importam às equipas de geotecnia e de projeto. Um scanner LiDAR não faz corresponder nada; mede diretamente a distância à parede, a 1,9 mm a 10 m a partir de um tripé, à sombra ou na escuridão, e a precisão é a mesma em rocha nua ou em qualquer outra superfície.

No subsolo, a comparação termina: não há luz para fotografar nem GPS para voar, e a fotogrametria fica no portal. Onde a fotogrametria mantém o seu lugar é na cava aberta e iluminada. Um voo de drone cobre todo o local numa hora com equipamento que a mina já tem, e para uma vista geral semanal do fundo da cava, das escombreiras e das estradas isso é difícil de bater. O arranjo honesto é o que muitos locais usam: voar a vista geral, digitalizar as paredes e as instalações, levantar tudo no subsolo com LiDAR e tratar a digitalização como a referência contra a qual a fotogrametria é verificada.

Os números por trás do veredicto

1,9 mmPrecisão LiDAR a 10 m a partir de um tripé, em rocha nua e escura, à sombraEspecificações do Artec Ray II
0Lux necessários — o LiDAR fornece a sua própria luz, pelo que um realce ou um turno noturno digitalizam-se como ao meio-diaEspecificações do Artec Jet
±0,03 %Deriva de posição sem GPS — o número que permite ao LiDAR ir onde um drone de fotogrametria não pode voarEspecificações do Artec Jet

Veja um talude sombreado medido a partir de um tripé a 40 m onde o modelo de fotogrametria perdeu definição, e os dois sobrepostos — marque uma demo para o seu responsável de topografia.

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O que se pergunta na hora de escolher

Podemos manter o nosso drone de fotogrametria?

Sim, e a maioria dos locais fá-lo. Voe a vista geral da cava com ele; digitalize as paredes, as instalações e o subsolo com LiDAR, e use a digitalização como referência para verificar o modelo de fotogrametria nas faces.

A precisão da fotogrametria é mesmo pior?

É menos previsível. Em bom terreno com bom controlo pode ser muito boa; numa face sombreada degrada-se e o modelo não lhe diz quanto. A precisão LiDAR é um número declarado a um alcance declarado, o mesmo em todas as superfícies.

O LiDAR funciona com poeira e chuva?

Poeira densa em suspensão e chuva degradam qualquer método ótico, LiDAR incluído; a digitalização é feita numa janela limpa, o que uma estação de dois minutos torna fácil. Escuridão, sombra e falta de textura — os verdadeiros problemas da fotogrametria — não o afetam de todo.

O LiDAR também pode voar?

Sim — o Jet monta-se num drone e, ao contrário de um drone com câmara, navega por SLAM sem GPS e no escuro, planeando a sua própria trajetória e evitando cabos tão finos como 2 mm. É assim que sobrevoa um realce; à superfície cobre escombreiras e cavas a ±15 mm.

Dois engenheiros de minas com vestuário de alta visibilidade a observar as bancadas de uma cava a céu aberto

Diga-nos como mapeia a cava hoje

Descreva o que voa, com que frequência e onde o modelo o desilude. Um especialista em mineração responderá com onde o LiDAR assumiria e como os dois trabalhariam em conjunto.