Metashape für die Überwachung von Bergwerken und Steinbrüchen: Volumenberichte und Erkennung von Veränderungen

Agisoft Metashape hat sich dank seiner Fähigkeit, Drohnenbilder in präzise 3D-Modelle und Geodaten umzuwandeln, zu einem leistungsstarken Werkzeug in der Bergbau- und Steinbruchbranche entwickelt. Von der Berechnung der Abbaumengen bis hin zur Überwachung topografischer Veränderungen – Metashape hilft Fachleuten, die Genauigkeit und Effizienz ihrer Arbeit zu steigern. In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie Metashape für Volumenberichte und die Erkennung von Veränderungen im Bergbau einsetzen können.

Warum Photogrammetrie im Bergbau verwenden?

Herkömmliche Bodenvermessungen in Minen und Steinbrüchen sind zeitaufwändig, riskant und oft nur von begrenzter Reichweite. Die Photogrammetrie mit Drohnen bietet eine sicherere und schnellere Alternative, die hochauflösende georeferenzierte Bilder aus der Luft aufnimmt. Bei der Verarbeitung in Metashape liefern diese Bilder hochdetaillierte 3D-Modelle, Punktwolken und Orthofotos für Analysen und Messungen.

• Nicht-invasiv und sicher für aktive Extraktionsstellen
• Schnellere Datenerfassung (Minuten statt Tage)
• Wiederholbare Umfragen für die langfristige Überwachung
• Geringere Betriebskosten im Vergleich zu LiDAR

1. Flugplanung und Datenerfassung

Für eine genaue Volumenberechnung und die Erkennung von Oberflächenveränderungen ist eine konsistente Datenerfassung entscheidend. Verwenden Sie eine Drohne mit einer hochauflösenden RGB-Kamera und planen Sie Missionen mit 80 % Frontüberlappung und 60 % Seitenüberlappung. Fliegen Sie in konstanter Höhe und nehmen Sie bei komplexem Gelände nach Möglichkeit Schrägaufnahmen auf.

Verwenden Sie Bodenkontrollpunkte (GCPs) oder RTK-fähige Drohnen, um eine hohe geografische Genauigkeit zu gewährleisten. Erfassen Sie das gesamte Abbaugebiet, die Halden und die umliegende Topographie.

2. Bearbeitung von Bildern in Metashape

Importieren Sie die Bilder in Metashape und folgen Sie diesem allgemeinen Arbeitsablauf:

• Fotos ausrichten – Verwenden Sie „Hohe“ oder „Mittlere“ Genauigkeit für die optimale Erzeugung von Verbindungspunkten.
• Aufbau einer dichten Wolke – Wählen Sie „Hohe“ oder „Mittlere“ Qualität mit „Mild“ Filterung
• Mesh erstellen (optional) – Nützlich für die Visualisierung oder Simulation
• DEM (Digital Elevation Model) erstellen – Wählen Sie die geeignete Projektion und Auflösung
• Orthomosaik erstellen – Nützlich für visuelle Inspektionen und Berichte

Überprüfen Sie das Referenzfenster, um die Kamerapositionen, die Fehlergrenzen und die GCP-Genauigkeit zu überprüfen, bevor Sie mit den Messungen fortfahren.

3. Berechnung von Volumina

Sobald das DEM erstellt ist, kann Metashape das Volumen von Halden, Gruben oder Abbaugebieten berechnen. Verwenden Sie das Werkzeug „Fläche und Volumen messen“, um ein Polygon um den gewünschten Bereich zu zeichnen. Definieren Sie eine Basisebene – entweder eine flache Ebene oder eine benutzerdefinierte Ebene, die auf der Höhe der Umgebung basiert -, um genaue Cut-and-Fill-Metriken zu erstellen.

Die Berichte können im CSV-Format exportiert werden und enthalten:

• Fläche in m²
• Volumen in m³
• Verteilung schneiden/füllen
• Basis-Höhe

Diese Berichte sind von unschätzbarem Wert für Audits, Logistik und Produktionsplanung.

4. Erkennen von Veränderungen im Laufe der Zeit

Um Geländeverformungen, Erdrutsche oder den Fortschritt des Abbaus zu überwachen, können Sie DEMs oder Orthofotos von verschiedenen Vermessungsdaten vergleichen. Dies geschieht über den „Raster Calculator“ oder die DEM-Differenzierung in externer GIS-Software wie QGIS.

Schritte:

• Richten Sie beide Metashape-Projekte an denselben GCPs oder demselben Koordinatensystem aus.
• Exportieren Sie die DEMs aus beiden Projekten
• Verwenden Sie die Rastersubtraktion, um eine Veränderungskarte zu erstellen.
• Visualisieren Sie Veränderungen mit Farbrampen und Schwellenwerten

Dieses Verfahren deckt Bereiche mit Einschnitten, Aufschüttungen, Erosion oder Senkungen mit einer Genauigkeit im Subdezimeterbereich auf.

5. Bewährte Praktiken für Bergbauprojekte

• Verwenden Sie feste Drohnenflugpfade und GCPs für wiederholbare Vermessungen
• Umfrage in regelmäßigen Abständen (wöchentlich oder monatlich) für eine konsistente Überwachung
• Pflegen Sie einen Standard-Arbeitsablauf in Metashape für die Vergleichbarkeit
• Verwenden Sie die Stapelverarbeitung von Metashape oder Python-Skripte, um große Projekte zu automatisieren.
• Export in Formate, die mit CAD-, GIS- und Minenplanungstools kompatibel sind (z. B. GeoTIFF, DXF, LAS)

6. Ergebnisse und Berichte exportieren

Metashape unterstützt den Export Ihrer Ergebnisse in einer Vielzahl von Formaten, so dass Sie die Daten problemlos in Unternehmenssoftware integrieren oder mit anderen Beteiligten teilen können. Zu den empfohlenen Exportformaten gehören:

• DEM – GeoTIFF für die Analyse des Geländes
• Orthomosaike – PNG/TIFF für die visuelle Dokumentation
• Punktwolken – LAS/LAZ für die Konstruktion oder Modellierung
• Volumenberichte – CSV für Excel oder ERP-Systeme

Fazit

Agisoft Metashape ermöglicht es Bergbau- und Steinbruchfachleuten, datengestützte Entscheidungen mit präziser 3D-Modellierung und Änderungserkennung zu treffen. Von der Erfassung von Standortbildern bis hin zur Erstellung aussagekräftiger Berichte rationalisiert Metashape den gesamten Arbeitsablauf, spart Zeit, verbessert die Sicherheit und erhöht die betriebliche Transparenz. Ganz gleich, ob Sie das Volumen von Halden verfolgen oder Geländeveränderungen erkennen wollen, Metashape erweist sich als eine kluge Investition für das moderne Minenmanagement.