Інтеграція даних БПЛА-зйомки в систему геодезичного моніторингу підземних гірничих виробок

У статті розглянуто методологічні та практичні аспекти інтеграції даних безпілотної авіаційної зйомки (БПЛА-фотограмметрії) із традиційним маркшейдерським геодезичним моніторингом підземних гірничих виробок. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю підвищення оперативності та просторової щільності спостережень за деформаціями земної поверхні в умовах інтенсифікації гірничих робіт та обмежених можливостей класичних методів. Метою дослідження є розробка комплексної методики суміщення поверхневих цифрових моделей рельєфу (ЦМР), отриманих засобами БПЛА, із підземними інструментальними спостереженнями у єдиній системі координат УСК-2000. Методи дослідження включають геопросторову прив’язку хмар точок, отриманих у різні періоди спостережень, їх узгодження в єдиній системі координат та подальше зіставлення для кількісної оцінки осідання земної поверхні над діючими очисними вибоями. Наведено результати апробації методики на прикладі шахтного поля, де середньоквадратична похибка інтегрованого рішення не перевищувала ±23 мм по висоті, що відповідає нормативним вимогам до маркшейдерських знімань. Показано, що застосування інтегрованого підходу дозволяє скоротити час польових робіт на 60–70 %, підвищити частоту спостережень та забезпечити дистанційний контроль небезпечних зон. Запропонована методика може бути впроваджена у систему геодезичного забезпечення гірничих підприємств. Отримані результати доцільно використовувати для вдосконалення систем моніторингу деформацій земної поверхні.

The paper presents the methodological and practical aspects of integrating unmanned aerial vehicle (UAV) survey data (UAV photogrammetry) with traditional mine surveying geodetic monitoring of underground mining workings. The relevance of the study is determined by the need to increase the efficiency and spatial density of observations of ground surface deformation under conditions of intensified mining operations and the limitations of conventional methods. The aim of the study is to develop a comprehensive methodology for combining surface digital terrain models (DTM) obtained from UAV surveys with underground instrumental observations within a unified coordinate system (USK-2000). The research methods include geospatial referencing of point clouds acquired at different observation periods, their integration within a single coordinate system, and subsequent comparison for quantitative assessment of ground surface subsidence above active longwall panels. The results of the methodology validation carried out on a mine field show that the root mean square error (RMSE) of the integrated solution does not exceed ±23 mm in elevation, which meets the requirements for high-precision mine surveying measurements. It is shown that the proposed integrated approach reduces fieldwork time by 60–70%, increases observation frequency, and enables remote monitoring of hazardous areas. The proposed methodology can be implemented in the geodetic support system of mining enterprises. The obtained results can be used to improve monitoring systems of ground surface deformation.