The Usage of Digital Surface Models Obtained by Unmanned Imaging Systems in Marble Mining

Abstract

Increasing mechanization due to the development of technology leads to an increase in production quantities and requires efficient production of natural stones, which are limited resources. For this reason, it is necessary to continuously monitor the parameters such as the operating efficiency of the quarry, the annual production amount, and the amount of the annual waste. For these purposes, images obtained as a result of systematic flights performed by unmanned aerial vehicles (UAVs) can be processed using professional photogrammetric softwares and evaluated quickly, precisely and reliably with digital surface models (DSM). The increasing amount of production and the way of working in harmony with the nature, with the increasing number of enterprises nowadays, require the fast, reliable and practical use of the systems used in the enterprises within the scope of zero waste targets in accordance with today's conditions. For this purpose, an exemplary marble quarry has been handled and UAV and integrated software and systems have been used in order to clearly demonstrate the anuual production, waste amount,  plans, also most importantly, the quarry efficiency. As a result of the study, the data obtained before and after 15 months of monitoring, while the production, and the amount of  waste  were determined, the quarry efficiency was calculated as 8,74%.

Keywords

• unmanned aerial vehicle,natural stone quarry operation,quarry production parameters

İnsansız Görüntüleme Sistemleri ile Elde Edilen Sayısal Yüzey Modellerinin Mermer Madenciliğinde Kullanımı

Abstract

Teknolojinin gelişmesine bağlı olarak artan mekanizasyon, üretim miktarlarının artmasına neden olmak ile birlikte, sınırlı kaynaklar olan doğal taşların verimli şekilde üretilmesini gerektirmektedir. Bu nedenle sahalarda; ocak işletme verimi, yıllık üretim miktarı, yıllık üretilen pasa miktarı gibi parametrelerin sürekli olarak takibi gerekmektedir. Belirtilen bu amaçlar için, insansız hava araçları (İHA) ile gerçekleştirilen sistematik uçuşlar sonucunda elde edilen görüntüler, profesyonel fotogrametrik yazılımlar kullanılarak işlenebilinmekte ve oluşturulan sayısal yüzey modelleri (SYM) ile hızlı, hassas ve güvenilir bir biçimde değerlendirilebilinmektedir.

Bu amaç kapsamında, günümüzde sayıları hızla artan işletmeler ile giderek artan üretim miktarı ve doğaya uyumlu çalışma biçimi, artıkların değerlendirilmesi ve sıfır artık hedefleri kapsamında işletmelerde kullanılan sistemlerin, günümüz şartlarına uygun, hızlı, güvenilir ve pratik kullanımını gerektirmektedir. Bu amaçla; sahalardaki üretimin, pasa miktarının ve planları ile, en önemlisi ocak verimlerinin net olarak ortaya konulabilmesi için, örnek bir mermer ocağı ele alınarak IHA’ lar ve bunlara entegre olarak çalışan yazılım ve sistemlerin kullanımı sağlanmıştır. Çalışma sonucunda 15 aylık bir izleme öncesinde ve sonrasında elde edilen veriler kullanılarak, ele alınan ocağa ait üretim, ve pasa miktarları belirlenirken, ocak verimi de %8, 74 olarak hesaplanmıştır.

Keywords

• insansız hava aracı,doğal taş ocak işletmeciliği,ocak üretim parametreleri

References

1. [1] Barry, P., Coakley, R. 2013. Accuracy of UAV photogrammetry compared with network RTK GPS. Int. Arch. Photogramm. Remote Sens, 2, s. 27-31.
2. [2] Ulusoy,İ., Şen, E., Tuncer, A., Sönmez, H., Bayhan,H. 2017. 3D multi-view stereo modelling of an open mine pit using a lightweight UAV. Türkiye Jeoloji Bülteni/Geological Bulletin of Turkey. Cilt. 60(2), s. 223-242.
3. [3] Avdan U., Şenkal E., Çömert R., Tuncer S. 2014. İnsansız Hava Aracı ile Oluşturulan Verilerin Doğruluk Analizi. V. Uzaktan Algılama ve Coğrafi Bilgi Sistemleri Sempozyumu (UZAL-CBS 2014), 14-17 Ekim 2014, İstanbul.
4. [4] Udin, W.S., Ahmad, A. 2014. Assessment of photogrammetric mapping accuracy based on variation flying altitude using unmanned aerial vehicle. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, IOP Publishing, 18(1),012027
5. [5] Shahbazi, M., Théau, J., Ménard, P. 2014. Recent applications of unmanned aerial imagery in natural resource management. – GIScience & Remote Sensing Cilt. 51 s. 339–365. DOI:10.1080/15481603.2014.926650
6. [6] Yücel, A. M., Yücel, Ş. D., Turan, Y. R. 2014. İnsansız hava aracı (İHA) kullanılarak Çan (Çanakkale) ilçesinde bulunan asit maden göllerinin alansal değişiminin coğrafi bilgi sistemi (CBS) ortamında incelenmesi. 67.Türkiye Jeoloji Kurultayı, 14-18 Nisan 2014, Ankara.
7. [7] Gonçalves, J. A., Henriques, R. 2015. UAV photogrammetry for topographic monitoring of coastal areas. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. Cilt. 104, s. 101-111. DOI: 10.1016/j.isprsjprs.2015.02.009
8. [8] Lee, S., C, Y. 2016. Reviews of unmanned aerial vehicle (drone) technology trends and its applications in the mining industry. Geosystem Engineering, Cilt. 9(4) s. 197–204. DOI:10.1080/12269328.2016.1162115

9. [9] Rossi, P., Mancini, F., Dubbini, M., Mazzone, F., Capra, A. 2017. Combining nadir and oblique UAV imagery to reconstruct quarry topography: Methodology and feasibility analysis. European Journal of Remote Sensing, 50(1), s. 211-221. DOI:10.1080/22797254.2017.1313097
10. [10] Özcan, O. 2017. Accuracy assessment of the digital surface models (DSMs) generated from different altitudes using unmanned aerial vehicle. Journal of Engineering and Earth Science, 1:1-7.
11. [11] Yücel, Ş. M., Yücel, A. M., 2017. Terk edilmiş kömür ocaklarında oluşan maden göllerinin hidrokimyasal özelliklerinin belirlenmesi ve insansız hava aracı ile üç boyutlu modellenmesi. Pamukkale Universitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Cilt 23(6) s.780-791. DOI: 10.5505/pajes.2016.37431
12. [12] Yücel, A. M., Turan, Y. R. 2016. Areal change detection and 3D modeling of mine lakes using high-resolution unmanned aerial vehicle images. Arabian Journal for Science and Engineering, Cilt 41(12) s.4867-4878
13. [13] Ozcan, O., Sari, H. 2019. Determining the spatial effects of quarries using a drone: the case of the Suleymanpasa-Tekirdag quarries. Fresenius Environmental Bulletin. Cilt. 28:1 s. 53-61.
14. [14] Gül, Y. 2019. Applications of Unmanned Aerial vehicle (UAV) in open-pit mines. Geological Bulletin of Turkey, Cilt. 62, s. 99-112.