用激光雷达淘金

机载激光雷达是一种快速且相对便宜的收集地形信息的手段，对采矿作业的成功和安全至关重要。加拿大不列颠哥伦比亚省温哥华的McElhanney咨询服务有限公司推出了两项专门为矿业的勘探和开发阶段开发的新的裸地球测绘服务。在第一个应用中，McElhanney使用激光雷达来寻找由于密集植被覆盖而被航空摄影和卫星成像所遗漏的表面结构和轮廓。工程、测绘和测量公司McElhanney验证了激光雷达裸地球数字高程模型(dem)在不列颠哥伦比亚省金矿区用于地貌和断层识别的使用。

地表线是与复杂地下地质构造有关的线性地表特征，包括断层、裂缝和其他特征，如不同岩石类型之间的接触。有时只有半米宽，面部可能延伸数百米长。由于它们的规模很大，从地面上很难发现这些特征，如果被植被或松散沉积物掩盖，在大多数遥感图像中就更难看到它们。

Azadeh Koohzare博士说:“轮廓为地下地质提供了线索，对地质测绘是有价值的帮助，这是任何金矿勘探或矿山工程项目的关键部分。”“地质学家可以解释这些地表特征的模式和方向，由于许多金矿与地质构造有关，因此在选择和确定勘探目标时可以使用这些信息。”

要求高点密度
Koohzare解释说，揭示隐藏地表地质的关键是一个强大的多脉冲机载激光扫描仪，或激光雷达。McElhanney拥有3台Leica Geosystems激光雷达扫描仪和2台Leica Geosystems ADS数码相机，该公司启动了使用Leica ALS60的线性映射项目，并正在升级到更强大的500 kHz ALS70-HP系统。

这些激光雷达系统提供每平方米最少两个点(每2.4平方码两个点)的密度，以产生准确和分辨率足以揭示狭窄的线性表面特征的裸地dem。在不列颠哥伦比亚省的试点项目中，McElhanney在平均海平面以上2500 - 3000米(8200 - 9800英尺)的高度操作激光雷达来收集数据集。标准处理去除与植被相关的返回值，生成垂直高度为10厘米(4英寸)、水平高度为30至50厘米(12至20英寸)的裸土DEM。

Koohzare说:“Leica Geosystems ALS激光雷达具有高脉冲率，以确保植被的点密度足以找到宽度仅为50厘米(20英寸)的表面轮廓。”“而且该设备的高功率意味着可以以很高的飞机速度捕获密集的点数据，这节省了时间和金钱。”

地面沉降
McElhanney在萨斯喀彻温省设计了地面沉降监测的想法，那里的钾肥矿床被开采并用作肥料。与许多其他类型的开采相比，钾肥开采造成地面下沉的风险更高，因为蒸发沉积物是在软岩层中发现的，而软岩层在结构上不太适合掘进。因此，钾矿必须持续监测挖掘现场上方和周围地面的下沉或下沉。

Koohzare说:“矿井上方的下沉给井下人员发出了预警，他们可能面临塌方或坍塌的危险。”他还补充说，地面下沉和抬升可能会给矿区任何方向5公里(3英里)的范围内造成问题。除了矿井内部的危险外，地面移动还会切断管道，破坏道路，并在受影响地区破坏建筑物基础。

钾矿和其他矿物开采项目周围的沉降监测通常是使用传统的地面测量技术进行的，这种技术既昂贵又耗时。McElhanney说，基于激光雷达在数百个项目中的运作，许多项目涉及能源和矿业客户，机载激光雷达是监测地面沉降最快、最经济的方法。

由该公司的徕卡ALS60和ALS70激光扫描仪常规生成的10厘米(4英寸)垂直精度的光地dem可以识别地表的显著变化——向上或向下——这可能是矿井危险条件的信号。McElhanney建议在每个矿址之上收集一个初始基线数据集，然后每年继续收集新的数据。一旦发现沉降，应重复监测飞行，同时采取步骤，将危险降到最低。

Koohzare说，与线性地形测绘一样，激光雷达传感器的高脉冲率对于穿透矿区周围的植被冠层以获得地面或裸地的极其精确的高程测量至关重要。

徕卡ALS70是为数不多的机载激光扫描仪之一，具有功率和多脉冲能力，能够提供这些采矿应用所需的裸地DEM质量。

作者凯文·P·科尔利