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Mapeo, modelado y diseño de una cantera de mármol utilizando tomografía de resistividad eléctrica integrada y vehículos aéreos no tripulados: un estudio sobre la toma de decisiones adaptativa

Autores: Hussain, Zahid; Haider, Hanan ud Din; Li, Jiajie; Yu, Zhengxing; Fu, Jianxin; Zhang, Siqi; Zhu, Sitao; Ni, Wen; Hitch, Michael

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Mapeo, modelado y diseño de una cantera de mármol utilizando tomografía de resistividad eléctrica integrada y vehículos aéreos no tripulados: un estudio sobre la toma de decisiones adaptativa


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Caracterización
Depósitos de piedra dimensional
Fotogrametría con UAV
ERT
Modelo de realidad virtual
Evaluación de canteras

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 2

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La caracterización de los depósitos de piedra dimensional es esencial para la evaluación y el diseño de canteras. Sin embargo, las incertidumbres en la cartografía y el diseño presentan desafíos significativos. Para abordar este problema, se inicia un enfoque innovador para desarrollar un modelo de realidad virtual mediante la integración de la fotogrametría con vehículos aéreos no tripulados (UAV) para el modelado de superficies y la Tomografía de Resistividad Eléctrica (ERT) para la imagenología de depósitos subsuperficiales. Esta estrategia ofrece una alternativa rentable, eficiente en tiempo y más segura que los métodos de topografía tradicionales para terrenos montañosos desafiantes. La metodología UAV implicó la recolección de datos utilizando un DJI Mavic 2 Pro (cámara de 20 MP) con imágenes de resolución 4K capturadas a 221 m de altitud y una duración de vuelo de 80 minutos. Las imágenes se tomaron con un 75% de superposición frontal y un 70% de superposición lateral. La cadena de procesamiento de Estructura a partir del Movimiento (SfM) generó salidas de alta resolución, incluyendo nubes de puntos, Modelos Digitales de Elevación (DEM), Modelos Digitales de Superficie (DSM) y ortofotos. Para garantizar la precisión, se establecieron cinco puntos de control en el terreno (GCP) mediante un Sistema de Navegación Global por Satélite (GNSS) cinemático en tiempo real (RTK). Un método de ERT conocido como sondeo eléctrico vertical (VES) reveló anomalías subsuperficiales como masas de roca sólida, zonas fracturadas y áreas de lixiviación de hierro dentro de los depósitos de mármol. Se emplearon tres arreglos Schlumberger (VES-1, 2, 3) y dos arreglos Wenner paralelos (VES-4, 5) hasta una profundidad de 60 m. La firma de resistividad adquirida por PASI RM1 fue analizada utilizando software de técnica de inversión 1D (ZondP1D). Las salidas integradas de fotogrametría e imagenología subsuperficial se utilizaron para diseñar una cantera optimizada con alturas de banco de 30 pies y anchos de 50 pies, utilizando software 3D de código abierto (Blender, BIM e InfraWorks). Este enfoque integrado proporciona una comprensión completa de las características de superficie y subsuperficie del depósito, facilitando un diseño y extracción de cantera optimizados y sostenibles. Esta investigación demuestra el valor de un enfoque innovador en la integración sinérgica de la fotogrametría UAV y la ERT, que a menudo se utilizan por separado, para una mejor caracterización, toma de decisiones y promoción de prácticas sostenibles en depósitos de piedra dimensional.

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