Economic and Environmental Geology (자원환경지질)

The Korean Society of Economic and Environmental Geology (대한자원환경지질학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Construction of Precise Digital Terrain Model for Nonmetal Open-pit Mine by Using Unmanned Aerial Photograph

무인항공 사진촬영을 통한 비금속 노천광산 정밀 수치지형모델 구축

  • Cho, Seong-Jun (Mineral Resources Research Division, Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) ;
  • Bang, Eun-Seok (Mineral Resources Research Division, Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) ;
  • Kang, Il-Mo (Mineral Resources Research Division, Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources)
  • 조성준 (한국지질자원연구원 광물자원연구실) ;
  • 방은석 (한국지질자원연구원 광물자원연구실) ;
  • 강일모 (한국지질자원연구원 광물자원연구실)
  • Received : 2015.06.23
  • Accepted : 2015.06.26
  • Published : 2015.06.28
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

We have verified applicability of UAV(Unmanned Aerial Vehicle) photogrammetry to a mining engineering. The test mine is a smectite mine located at Gyeongju city in Gyeongnam province, Koera. 448 photos over area of $600m{\times}380m$ were taken with overlapped manner using Cannon Mark VI equipped to multicopter DJI S1000, which were processed with AgiSoft Photoscan software to generate orthophoto and DEM model of the study area. photogrammetry data with 10 cm resolution were generated using 6 ground control positions, which were exported to the 3D geological modeling software to make a topographic surface object. Monitoring of amount of ore production and landsliding could be done with less than 1 hours photographing as well as low cost. A direct link between UAV photogrammetry and 3D geological modeling technology might increase productivity of a mine due to appling the topographical surface change immediately according to the mining operation.

전 세계적으로 이슈가 되고 있는 소형 무인항공기를 탑재체로 한 항공삼각측량 기술을 국내의 광산개발 현장에 적용하여 활용성을 검증하였다. 대상광산은 경상남도 경주시에 위치한 감포 46호 스멕타이트 광산으로 노천채광 광산이다. 멀티콥터인 DJI S1000에 Cannon Mark III 카메라를 탑재하여 $600m{\times}380m$ 영역을 중첩하며 448장의 사진을 촬영한 후, AgiSoft사의 photoscan 소프트웨어를 이용해 자료처리하여 정사영상과 정밀 수치지형모델을 제작하였다. 6개의 지상 기준점을 이용해 정밀도 10cm 이내의 항공 삼각측량 자료를 생산하였으며, 3D 지질모델링 소프트웨어로 수치지형모델과 정사 영상을 익스포트하여 3D 지질모델링을 위한 Topo surface를 제작하였다. 1시간 이내의 짧은 촬영시간으로 고정밀의 항공측량 자료 확보가 가능해 노천광산의 주기적인 촬영을 통한 채광량과 사면붕괴 모니터링이 적은 비용과 시간으로 가능함을 확인하였고, 항공삼각측량결과와 3D 지질모델링의 직접적인 연계 기술에 의해 노천광산 채광에 의한 지표면 변화를 즉각적으로 반영할 수 있어 생산관리의 효율성을 증대할 수 있으리라 여겨진다.

Keywords

References

  1. 극지연구소 (2012) 무인 항공기의 극지 지구물리탐사 활용을 위한 기획연구(A survey study on the application of geophysical methods using UAV in polar region), BSPE 11140-246-7.
  2. 김민규, 정갑용, 김종배, 윤희천 (2010) 풍수해 모니터링을 위한 UAV 적용성 연구 한국측량학회지, v.28, p.655-662.
  3. 김덕인, 송영선, 김기홍, 김창우 (2014) 무인항공기의 국토 모니터링 적용을 위한 연구, 한국측량학회지, v.32, p.29-38.
  4. 박계순, 조성준, 성낙훈, 임형래, 김정호 (2010) 무인비행선을 이용한 3차원 항공 자력탐사, 한국지구물리탐사학회 2010년도 학술대회 초록집, p.149-150.
  5. 지오룩스 (2015) http://www.geolux.co.kr/sub/sub02-02-01.php
  6. 이지훈, 최경아, 이임평 (2012) UAV기반 저고도 멀티센서 사진측량 시스템의 캘리브레이션, 한국측량학회지, v.30, p.31-38.
  7. 정지훈 (2015) 드론의 발전역사와 향후 시장전망, Power Review, 한국인터넷진흥원, p.4-10.
  8. 정성혁, 임형미, 이재기 (2010) 무인항공 사진측량을 이용한 3D 공간정보 취득, 한국측량학회지, v.28, p.161-168.
  9. Colomina, I. and Molina, P. (2014) Unmanned aerial systems for photogrammertry and remote sensing: A review, ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, v.92, p.79-97. https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2014.02.013
  10. Costa, F.G., Ueyama, J., Braun, T., Pessin, G., Osorio, F.S. and Vargas, P.A. (2012) The use of unmanned aerial vehicles and wireless sensor network in agricultural applications. In: Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), 2012 IEEE International, p.5045-5048.
  11. Delacourt, C., Allemand, P., Jaud, M., Grandjean, P., Deschamps, A., Ammann, J., Cuq, V. and Suanez, S. (2009) DRELIO: An unmanned helicopter for imaging coastal areas. Journal of Coastal Research, v.2, p.1489-1493.
  12. DJI (2015) http://www.dji.com/product/spreading-wingss1000/spec
  13. Eisenbeiss, H. (2004) A Mini Unmanned Aerial Vechicle (UAV): System Overview and Image Acquisition, International Workshop on Processing and Visualization using Highresolution Imagery, p.18-20.
  14. Eisenbeiss, H. (2009) UAV Photogrammetry. Ph.D. Thesis. Institut fur Geodesie und Photogrammetrie, ETH-Zurich. Zurich, Switzerland.
  15. globalsources(2015.1.26). Global consumer drone market to reach US$130 million in (2015) Retrieved from http://www.globalsources.com/gsol/I/Photography-drones/a/9000000132921.htm?source=CEHP_Latest_Stories&_ga=1.225506714.1897128814.1423615128
  16. Wich, S. and Koh, L., (2012) Conservation drones: the use of unmanned aerial vehicles by ecologists. GIM Int. v.26, p.29-33.
  17. MarketsandMarkets (2014) Unmanned Aerial Vehicle (UAV) Market by Class (Small, Tactical, Strategic, Special Purpose), Subsystem (Data Link, GCS, Software), Application (Military, Commercial, Homeland Security), funding (Procurements, RDT&E, O&M), & by Payload-Forecast & Analysis to 2014-2020. MarketsandMarkets. Dallas, TX, USA.
  18. Rau, J., Jhan, J., Lob, C. and Linb, Y. (2011) Landslide mapping using imagery acquired by a fixed-wing UAV. ISPRS-Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inform. Sci. XXXVIII-1/C22, p.195-200.
  19. Yun, M., Kimb, J., Seo, D., Lee, J. and Choi, C. (2012) Application possibility of smartphone as payload for photogrammetric UAV system. ISPRS-Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inform. Sci. XXXIXB4, p.349-352.

Cited by

  1. On-site Demonstration of Topographic Surveying Techniques at Open-pit Mines using a Fixed-wing Unmanned Aerial Vehicle (Drone) vol.25, pp.6, 2015, https://doi.org/10.7474/TUS.2015.25.6.527
  2. Comparison of Topographic Surveying Results using a Fixed-wing and a Popular Rotary-wing Unmanned Aerial Vehicle (Drone) vol.26, pp.1, 2016, https://doi.org/10.7474/TUS.2016.26.1.024
  3. Topographic Survey at Small-scale Open-pit Mines using a Popular Rotary-wing Unmanned Aerial Vehicle (Drone) vol.25, pp.5, 2015, https://doi.org/10.7474/TUS.2015.25.5.462