Modellierung aktiver und potenzieller Minen zur Ressourcenoptimierung

Für die genaue Planung, Kartierung und den sicheren Abbau von Mineralien und Erzen ist eine gründliche Bergbauanalyse erforderlich. Geographic Calculator und Global Mapper Pro können Minenbetreibern dabei helfen, aktive und potenzielle Minen zu modellieren, um die Gewinnung von Ressourcen zu optimieren.

Durch die Kombination der zahlreichen GIS-Werkzeuge von Global Mapper Pro mit der geodätischen Genauigkeit von Geographic Calculator werden die Positionierung von Objekten, die Analyse des Geländes und die Visualisierung von Daten rationalisiert. Von der Konvertierung von Koordinaten, der Referenzierung lokaler Gittersysteme, der Visualisierung des Geländes bis hin zur Berechnung von Gruben- und Pfahlvolumen bietet Blue Marble alle Werkzeuge, die für eine gründliche Analyse des Minenstandorts erforderlich sind.

Bergbau- und Bauprojekte beginnen oft mit einer örtlichen Vermessung. Während einige Bergbauvermessungen konventionelle Koordinatenreferenzsysteme verwenden, werden in vielen Fällen benutzerdefinierte Gitter verwendet, die auf gemessenen Entfernungen von einem lokalen Ursprungspunkt basieren. Während benutzerdefinierte Gitter ein hohes Maß an Genauigkeit für ein lokales Gebiet bieten, müssen diese benutzerdefinierten Gitterkoordinaten für die gemeinsame Nutzung und Kartierung eines Bergbaugebiets oft in ein bekanntes System transformiert werden. Mit der Best Fit-Funktion von Geographic Calculator ist es einfach, eine Transformation zwischen einem lokalen Gitter und einem bekannten System zu erstellen.

Wie bei vielen Aufträgen in Geographic Calculator kann das bekannte Bezugssystem in einem Best Fit Auftrag aus der umfangreichen Datenquelle der Software ausgewählt werden. Die Eingabedaten, die erforderlich sind, um eine Beziehung zwischen einem benutzerdefinierten Gitter und einem etablierten System abzuleiten, sind eine Reihe von Passpunkten, die sowohl im benutzerdefinierten als auch im bekannten Referenzsystem vermessen wurden. Die in einem bekannten System vermessenen Passpunkte können sogar mit den präzisen GPS-Datenerfassungsmethoden von Global Mapper Mobile Pro erfasst werden, einer leistungsstarken mobilen Mapping-Anwendung, die in den App-Stores für iOS und Google Play erhältlich ist.

Mit der Funktion "Beste Anpassung" in Geographic Calculator werden die Passpunkte verwendet, um eine polynomiale Transformation zwischen dem benutzerdefinierten und dem bekannten System abzuleiten. Nach der Ableitung der erforderlichen Transformationsparameter kann ein Fehlerdiagramm angezeigt werden, um die Passung der Gleichung darzustellen, und Kontrollpunkte mit größeren oder nicht übereinstimmenden Fehlerwerten können entfernt werden, um das angepasste System zu ändern. Nach der Erstellung kann das angepasste System in der Datenquelle Geographic Calculator gespeichert und für die Transformation anderer Daten in oder aus der benutzerdefinierten Gitterreferenz verwendet werden.

Die Visualisierung und Analyse der Topografie geplanter oder bestehender Minen ist ein wichtiger Aspekt der GIS-Arbeit in der Bergbauindustrie. Die Tools von Global Mapper Pro zur Erstellung, Visualisierung und Analyse des Geländes ermöglichen es Datenmanagern, das Gelände in 2D-, Querschnitts- und dynamischen 3D-Ansichten zu erkunden und zu messen.

Geländedaten für ein Projektgebiet können von einer verfügbaren Online-Quelle heruntergeladen, aus einer Lidar-Punktwolke erstellt oder aus einer Reihe von überlappenden, per Drohne aufgenommenen Bildern mit dem Global Mapper Pro-Tool Pixels to Points erzeugt werden. Nicht referenziertes oder falsch platziertes Gelände kann dann anhand von vermessenen Passpunkten korrigiert werden, um die Genauigkeit der Anzeige und Analyse zu gewährleisten. Sobald ein Geländemodell in Global Mapper geladen ist, wird die Topografie schattiert, um Höhenunterschiede oder Neigungseigenschaften widerzuspiegeln. Diese Geländedarstellung kann durch den Einsatz von Shadern weiter angepasst werden. Frei verfügbare oder per Flugzeug oder Drohne gesammelte Bilder können über eine Geländeoberfläche gelegt werden, um der 3D-Visualisierung des Projektgebiets zusätzlichen Kontext und Details zu verleihen.

Die Ableitung von Vektordaten aus einem digitalen Höhenmodell ist mit Global Mapper Pro ein Kinderspiel. Die Software enthält Werkzeuge zur Erstellung von Konturen, zur Extraktion von Bruchkanten und mehrere Optionen für den Datenexport.

Höhenlinien lassen sich in Global Mapper mit einem speziellen Werkzeug zur Konturerstellung leicht erstellen. Dieses Werkzeug, das über die Analyse-Symbolleiste oder das Menü aufgerufen wird, erzeugt Höhenlinien auf der Grundlage der geladenen Geländedaten. Mit Optionen zum Auffinden lokaler Spitzen und Senken kann die Konturerstellung ein guter erster Schritt bei der digitalen Erkundung eines neuen Projektstandorts oder bei der Vermittlung von Geländevariationen über eine Karte sein.

Durch die Identifizierung lokaler Erhebungen und Vertiefungen in einem Tagebaugebiet werden Punkte an allen auffälligen Gruben und Halden auf der Baustelle erstellt. Diese Merkmale werden auf der Karte als Vektorpunkte deutlich sichtbar sein und können bearbeitet und umbenannt werden, um die identifizierten Merkmale besser zu beschreiben.

Mit einer einzelnen Kontur, die in einem Satz erstellt wird, oder mit der Wahl, einen einzelnen Kontur-Iso-Höhenbereich auf einer bestimmten Höhe zu erzeugen, kann ein Feature, das die ungefähre Basis eines Pfahls oder den Rand einer Grube nachzeichnet, identifiziert und zur Berechnung des Volumens verwendet werden. Die Erstellung von Isohöhenbereichen mit dem Konturerstellungswerkzeug erzeugt Polygonfeatures auf der definierten Höhe. Wenn eine vorhandene Höhenlinie zur Identifizierung des Pfahls oder der Grube im Gelände verwendet wird, kann das Feature ausgewählt und mit dem Digitalisierungswerkzeug von Global Mapper in eine Fläche umgewandelt werden.

Wenn ein Bereich definiert ist, der den Pfahl begrenzt, wird die Option Pfahlvolumen im Werkzeugsatz des Digitalisierers verwendet, um ein Pfahlvolumen oder eine Grubenkapazität für das Terrain innerhalb des begrenzenden Polygons zu berechnen. Durch Abtasten der Höhe entlang der Polygongrenze wird eine Darstellung der ursprünglichen Oberfläche im Hintergrund erstellt und von der aktuellen Oberfläche subtrahiert, um das Volumen abzuleiten.

Eine alternative Methode zur Identifizierung von Pfählen, Gruben und anderen Veränderungen im Gelände ist die Erstellung von Bruchkanten in Global Mapper Pro. Anstatt wie eine Kontur eine einzelne Erhebung entlang der Linie darzustellen, markieren Bruchkanten die Kanten im Gelände, an denen eine signifikante Änderung der Höhe oder Neigung vorliegt. Die Bruchlinienextraktion in Global Mapper Pro kann ebenfalls über die Analyse-Symbolleiste oder das Menü aufgerufen werden und bietet drei Methoden zur automatischen Bruchlinienextraktion.

Mit Optionen, die auf Neigung und Krümmung basieren, kann die Identifizierung von Kanten in einem Geländemodell eines Bergbaugebiets flache Bereiche beschreiben und die Kanten von Halden und Gruben, bei denen eine deutliche Änderung der Neigung und Krümmung auftritt, effektiv wiedergeben.

Ähnlich wie bei der Berechnung des Volumens von Halden und Gruben auf der Grundlage von Konturen kann eine Bruchlinie, die eine Halde oder Grube umreißt, mit dem Digitalisierer in ein Polygon umgewandelt und für eine Volumenberechnung verwendet werden. Dieser Ansatz ist besonders nützlich, wenn das ursprüngliche Gelände geneigt ist, so dass die Volumenberechnung nicht auf einer bestimmten Höhe basiert. Im Gegensatz zu Konturen sind Bruchkanten keine Isolinien, so dass sie ein Merkmal genauer begrenzen können.

Eine weitere Form von Vektordaten, die aus einem Geländemodell abgeleitet werden kann, ist ein 3D-Netz. Dies kann mit der Option "3D-Modell/Netz erstellen" in Global Mapper oder durch den einfachen Export des digitalen Höhenmodells in ein Netzformat wie DWG TIN oder Land XML erreicht werden. Diese Formate werden häufig von Ingenieuren verwendet und sind in der Bergbauindustrie weit verbreitet.

Die Anzeige eines Untergrundmodells in Verbindung mit einer oberirdischen Geländeschicht in Global Mapper ermöglicht eine visuelle und berechnete Analyse des Versatzes innerhalb des Gebiets. Mehrere gerasterte Geländeschichten können in den Pfadprofil- und 3D-Ansichten von Global Mapper angezeigt werden. Aus einer Schräg- oder Querschnittsperspektive der 3D-Schichten kann die Tiefe der unterirdischen Schicht gesehen und gemessen werden.

Für eine umfassendere quantitative Analyse kann ein Differenzmodell erstellt werden, um die Tiefe der unterirdischen Schicht zu visualisieren. Mit dem Werkzeug "Combine/Compare Terrain Layers" in Global Mapper wird eine Subtraktionsberechnung auf die Oberflächen- und Untergrundschichten angewandt, die zu einer gerasterten Schicht führt, die den Höhenunterschied zwischen den beiden Quellgittern modelliert. Auf das Differenzgitter kann ein benutzerdefinierter Shader angewendet werden, und diese Ebene kann verwendet werden, um Tiefen- oder Differenzwerte als Attribute auf Vektormerkmale im Arbeitsbereich anzuwenden.

Die Kombination der leistungsstarken Funktionen der Blue Marble-Programme für GIS und Geodäsie führt zu einer vollständigen Analyse des Bergwerksgeländes mit benutzerdefinierten Gittertransformationen, Geländeanalyse, Feature-Erstellung und Volumenberechnung. Alle in Global Mapper angezeigten oder geladenen Daten können zur gemeinsamen Nutzung exportiert und bei Bedarf mit Geographic Calculator auf lokale Gitterkoordinaten umprojiziert werden.