Thời hạn chặt chẽ, điều kiện thời tiết khắc nghiệt và mỏ Uranium lớn nhất ở châu Phi nằm trong mục tiêu – đây là những điều kiện dự án đối với công ty Strydom & Associates (S&A) ở sa mạc Namib. May mắn thay, với sự giúp đỡ của thiết bị WingtraOne UAV, những nhà khảo sát đã có thể thực hiện thành công nhiệm vụ khảo sát mỏ và tiến hành đo đạc thể tích cần thiết mỏ lộ thiên trên diện tích 15 km vuông trong một ngày.

Đối với một quốc gia chỉ chiếm 0,16% diện tích bề mặt Trái đất, Namibia tạo ra một phần đáng kể Uranium của thế giới – 10%. Điều này không chỉ làm cho Namibia trở thành nhà sản xuất Uranium lớn thứ 4 trên thế giới (World Uranium Mining, 2016), chính việc khai thác Uranium đã đóng góp trên 10% GDP cho đất nước này. Trong những năm tới, tỷ lệ này chỉ cao hơn khi mỏ Husab đạt đủ công suất. Mỏ này nằm cách 50 km về phía đông nam của Swakopmund, có tiềm năng sản xuất 15 triệu pound (6,800 tấn) Uranium oxide mỗi năm và chứa khoảng 280 triệu tấn quặng uranium. Điều này chỉ ra đây là mỏ lớn nhất châu Phi, và là mỏ khai thác lớn thứ hai Thế giới về Uranium.

Khi năm 2017 kết thúc, nhiệm vụ thăm dò kho dự trữ và mỏ chính được giao cho công ty S&A gánh vác. Công ty phải xác định thể tích dự tính và gửi để kiểm toán cuối năm ở thời điểm áp lực cao – ngày 3 tháng 1.

S&A không lạ với nhiệm vụ đầy thách thức – với cách tiếp cận đa ngành, họ đã hoàn thành các dự án đa dạng từ khảo sát địa hình 0,5 Ha đến khảo sát trên không 10 000 Ha, khách hàng của họ rộng khắp Nam Phi. Tuy nhiên, để đảm bảo thời gian chặt chẽ cho dự án mỏ Husab, S&A cần phải lập bản đồ một khu vực rộng lớn trong một thời gian rất ngắn, nhưng vẫn phải đảm bảo độ chính xác cao.

Đáp ứng các ràng buộc

Ngoài những điều kiện ràng buộc của dự án, những thách thức về môi trường cũng được tính tới. Sa mạc Namib không phải là một nơi thuận lợi. Thật vậy, khí hậu khắc nghiệt ở đây khiến Namibia trở thành quốc gia ít dân cư thứ hai trên thế giới. Nhiệt độ và lượng mưa biến động lớn, gió sa mạc – còn được gọi là Gió Đông – có thể đạt tốc độ lên đến 30 m/s.

Do độ lớn của dự án, thời hạn chặt chẽ và các điều kiện môi trường bất lợi, các nhà khảo sát đã loại trừ các phương pháp khảo sát dựa trên mặt đất vì các phương pháp này tốn rất nhiều thời gian. Họ cũng từ chối ý tưởng sử dụng máy bay có người lái vì hạn chế về độ chính xác, chi phí cao hơn nhiều và ràng buộc về thời gian là rất giống nhau. Khảo sát trên không là lựa chọn tốt nhất của họ – với UAV, họ có thể thu thập tất cả các dữ liệu cần thiết trong vài giờ với chỉ một phần chi phí.

Tuy nhiên, không phải mọi thiết bị UAV lập bản đồ chuyên nghiệp đều có thể mang lại kết quả chính xác cao khi thực hiện trên một khu vực có độ che phủ lớn. Trong các lựa chọn giữa thiết bị có cánh cố định và thiết bị đa năng có nhiều cánh (multirotors), cái thứ hai được loại trừ vì multirotors không thể bao phủ các khu vực rộng lớn. Mặt khác, loại có cánh cố định không thể mang lại kết quả có độ chính xác cực cao và có thể đáp ứng tốt với những địa hình phức tạp – chúng hạ cánh bằng bụng, có nghĩa là chúng trượt trên mặt đất gây ra mối đe dọa thực sự cho các camera trên thiết bị bay.

Do đó, các điều tra viên đã chuyển sang sử dụng VTOL (Wing cất cánh và hạ cánh dọc VTOL). UAV cất cánh và hạ cánh theo chiều dọc giống như một multirotor và chuyển sang chế độ bay như một chiếc phi cơ (cánh cố định). VTOL kết hợp hai thứ tốt nhất thế giới: hoạt động như một thiết bị có cánh cố định, WingtraOne có thể hoạt động trên vùng phủ sóng lớn, và như một multirotor, nó có thể cất và hạ cánh bất cứ nơi nào mà không làm hỏng máy ảnh vốn mạnh mẽ của nó.

Để có được kết quả chính xác cao với việc khảo sát trên không, sự hiện diện của các điểm khống chế mặt đất và việc sử dụng camera có độ phân giải cao cũng rất quan trọng. Các điểm khống chế mặt đất đã có trong khu vực bay và do đó không mất thêm thời gian. Vì vậy, các nhà khảo sát đã sử dụng WingtraOne UAV được trang bị một máy ảnh mạnh mẽ – full frame Sony RX1RII, mang đến độ phân giải cực cao 42MP.

Đo 15 km vuông trong 2,5 giờ bay

Ngày 31 tháng 12, được trang bị một WingtraOne UAV, đội S&A thiết lập bản đồ khu vực 1,500 Ha hoặc 15 km2. Lập kế hoạch bay được thực hiện với phần mềm lập kế hoạch bay tùy chỉnh của WingtraOne, WingtraPilot. Các nhà khảo sát đã vạch ra khu vực họ muốn lập bản đồ trên bản đồ lớp cơ sở của WingtaPilot, và nó đã tạo ra các kế hoạch bay yêu cầu. tổng cộng 4 chuyến bay đã được lên kế hoạch, mỗi chuyến bay được thiết lập một GSD là 5 cm / px dẫn đến độ cao bay là 390 m.

Đó là một ngày lộng gió trên sân với gió trên mặt đất là 7 m/s. WingtraPilot chạy một loạt các kiểm tra an toàn tự động trước chuyến bay, để đảm bảo rằng các hoạt động sẽ được thực hiện một cách an toàn. Điều này và các tính năng lập kế hoạch nhiệm vụ bổ sung trên ứng dụng này cũng cho phép các nhà khảo sát từ S&A thực hiện các điều chỉnh nhỏ đối với các kế hoạch bay và cho phép hoạt động an toàn.

Đối với mỗi chuyến bay, máy bay không người lái cất cánh từ mặt đất một cách tự động, bay dọc theo đường bay đã tạo, chụp ảnh và sau đó hạ cánh an toàn trên điểm hạ cánh rộng 4m2. Trong 2,5 giờ bay, các nhà khảo sát đã thu thập hình ảnh trên không bao gồm 1500 hình ảnh RGB của toàn bộ khu vực 15 km2. Các hình ảnh được tham chiếu bằng dữ liệu GPS tích hợp từ WingtraOne.

Các hình ảnh được tham chiếu địa lý sau đó được xử lý sau bởi các phần mềm Agisoft Photoscan và Pix4D. Các điểm khống chế mặt đất được phân bố đồng đều trong khu vực đã giúp tối ưu hóa vị trí máy ảnh và dữ liệu định hướng. Sau đó, kết hợp thông tin này với sự so sánh của nhiều hình ảnh chồng chéo khác nhau, các mô hình 3D có độ chính xác cao được xây dựng.

Herman Strydom mô tả hình ảnh trên không như sau: “Trong mô hình độ cao kỹ thuật số (DEM), rõ ràng là một trong những hố chính và một số kho dự trữ. Nếu bạn nhìn ngay phía trên khu vực sâu nhất của (màu xanh đậm), bạn sẽ nhìn thấy những lúm đồng tiền nhỏ gây ra bởi các lỗ khoan nổ – chỉ ra mức độ chi tiết cao.”

Đáp ứng các nhu cầu của một nhiệm vụ đầy thử thách

“Dễ lập kế hoạch bay có nghĩa là những thay đổi nhỏ trong phút cuối cho kế hoạch bay được thiết kế trong văn phòng có thể dễ dàng thực hiện để đáp ứng các điều kiện trên thực tế. Ưu điểm chính của WingtraOne là hình ảnh chất lượng cao từ máy ảnh. Máy ảnh Sony RX1RII với ống kính 35 mm có thể bao phủ khu vực rộng một cách hiệu quả ở độ cao 390 m,” Hermann Strydom nói thêm.

Theo ông, được trang bị một máy ảnh mạnh mẽ gắn trên một chiếc UAV hiệu quả trong chuyến bay có nghĩa là các nhà khảo sát đất đai của S&A có thể giữ được thời hạn áp lực cao của họ. Thời gian thiết lập thấp, thao tác bằng tay và lập kế hoạch linh hoạt cho phép nhóm hoàn thành nhiệm vụ thu thập dữ liệu của họ trên thực địa một cách hiệu quả. Mức độ chi tiết được cung cấp bởi máy ảnh full frame có nghĩa là phân tích sâu hơn tại văn phòng cũng có thể được hoàn thành nhiệm nhanh chóng và có độ chính xác cao.

Nhiệm vụ bất khả thi

Nhiệm vụ dường như là không thể thực hiện được ngay từ lúc đầu, đã xong mà không có một vấn đề nào đáng kể xảy ra. S&A có thể đảm bảo thời hạn của họ và biên dịch một tập hợp các dữ liệu rất có giá trị đối với một trong những môi trường khắc nghiệt nhất. WingtraOne VTOL UAV dường như là sự lựa chọn đáng tin cậy giúp nhóm khảo sát thực hiện cuộc khảo sát để kiểm toán trữ lượng cuối năm của mỏ Husab, nhảy vọt từ 2017 đến 2018.

(Tác giả: Adyasha Dash, Nguồn: Wingtra.com)