Research on optimal takeoff positions of UAV integrated GNSS - RTK in producing large scale topological maps for open - pit mines

  • Affiliations:

    Faculty of Geomatics and Land Administration, Hanoi University of Mining and Geology, Vietnam

  • *Corresponding:
    This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
  • Received: 30th-June-2020
  • Revised: 23rd-July-2020
  • Accepted: 31st-Oct-2020
  • Online: 31st-Oct-2020
Pages: 54 - 63
Views: 1708
Downloads: 753
Rating: 5.0, Total rating: 74
Yours rating

Abstract:

Unmanned aerial vehicles (UAV) are widely used for establishing large scale topological maps. Recently, drones have been integrated with high-quality GNSS receivers which allows real time kinematic positioning (RTK), so are called UAV/RTK. This technology is beneficial to surveyors as they do not need to establish many ground control points in mapping such a complex terrain as open-pit mines. DJI Phantom 4 RTK (P4K) is a UAV/RTK which is of much interest due to its small size and low cost. For open-pit mines, the takeoff position of P4K needs to be seriously considered because of its influence on the accuracy of the digital surface model (DSM) and safety of survey flights. This article presents the method of determining the optimal takeoff positions for UAV in large scale mapping for open pit mines. To evaluate this method, a site of steep and rugged terrain with an area of 80 hectares at the Coc Sau coal mine was chosen as the study area. The results indicate that two optimal locations with altitudes of +50 m and +160 m could be used for taking off the P4K. The accuracy of DSM generated from UAV images using the optimal positions satisfied the accuracy requirement of large scale topological maps at the deepest area of the mine (the altitude of -60 m).

How to Cite
Le, C.Van, Cao, C.Xuan and Le, H.Thu Thi 2020. Research on optimal takeoff positions of UAV integrated GNSS - RTK in producing large scale topological maps for open - pit mines (in Vietnamese). Journal of Mining and Earth Sciences. 61, 5 (Oct, 2020), 54-63. DOI:https://doi.org/10.46326/JMES.2020.61(5).06.
References

Aerotas.(2020). https://www.aerotas.com/ choosing - flight - altitude. 

Bùi Tiến Diệu, Nguyễn Cẩm Vân, Hoàng Mạnh Hùng, Đồng Bích Phương, Nhữ Việt Hà, Trần Trung Anh, Nguyễn Quang Minh (2016). Xây dựng mô hình số bề mặt và bản đồ trực ảnh sử dụng công nghệ đo ảnh máy bay không người lái. Hội nghị khoa học Đo đạc bản đồ với ứng phó biển đổi khí hậu, Hà Nội.

Dieu Tien Bui, Nguyen Quoc Long, Bui Xuan Nam, Nguyen Viet Nghia, Pham Van Chung, Le Van Canh, Bjørn Kristoffersen, (2017). Lightweight Unmanned Aerial Vehicle and Structure - from - Motion Photogrammetry for Generating Digital Surface Model for Open - Pit Coal Mine Area and Its Accuracy Assessment. International Conference on Geo - Spatial Technologies and Earth Resources, 17 - 33. 

Dinkov, D., and Kitev, A. (2020). Advantages, disadvantages and applicability of GNSS post - processing kinematic (PPK) method for direct georeferencing of uav images. 8th International Conference on Cartography and GIS,1,747-749.

DJI. (2020). Phantom 4 RTK Visionary Intelligence. https://www.dji.com/phantom - 4 - rtk. 

He, J., Li, Y., and Zhang, K., (2012). Research of UAV Flight Planning Parameters. Positioning, 03, 43 - 45. doi:10.4236/pos.2012.34006.

Jacobsen, K., (2005). Photogrammetry and geoinformation trends in large scale mapping. 

Lê Văn Cảnh, Cao Xuân Cường, Lê Hồng Việt, and Đinh Tiến. (2020). Ứng dụng công nghệ bay không người lái (UAV) trong đo đạc phục vụ công tác tính trữ lượng các mỏ đá tại Việt Nam. Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất, 61, 21 - 30. doi:10.46326/JMES.2020.61(1).03

Lee, S., and Choi, Y., (2015). On - site demonstration of topographic surveying techniques at open - pit mines using a fixed - wing unmanned aerial vehicle (drone). Tunnel and Underground Space, 25(6), 527 - 533. 

Nguyễn Đình Bé, Võ Chí Mỹ, Nguyễn Xuân Thụy. (1998). Trắc địa mỏ. Nhà xuất bản Giao thông Vận tải.

Nguyen Quoc Long, Bui Xuan Nam, Cao Xuan Cuong, and Le Van Canh. (2019). An approach of mapping quarries in Vietnam using low - cost Unmanned Aerial Vehicles. International Journal of Sustainable Development, 11(2),199 - 210. doi:10.21177/1998 - 4502 - 2019 - 11 - 2 - 199 – 210.

Nguyễn Quốc Long, and Lê Văn Cảnh. (2020). Khả năng ứng dụng thiết bị bay không người lái (UAV) kinh phí thấp để đo vẽ kiểm kê trữ lượng khoáng sản mỏ lộ thiên. Công nghiệp mỏ 29(2), 79 - 85. 

SinoGNSS, (2020). T300 Plus GNSS Solution. http://www.comnavtech.com/t300p_solution.html. 

Stöcker, C., Bennett, R., Nex, F., Gerke, M., and Zevenbergen, J., (2017). Review of the Current State of UAV Regulations. Remote Sensing 9(5), 459. 

TCVN 10673:2015 (2015). Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam. Tập 1. Bộ khoa học và Công nghệ.

Trắc địa Hoàng Minh. (2020). Máy toàn đạc điện tử Topcon ES 105, http://homicom.vn/may - toan - dac - topcon - es105.html. 

Trần Trung Anh, Dương Thế Anh, Phạm Viết Kiên, and Lê Như Ngọc. (2019). Kết hợp công nghệ UAV, RTK và SES trong thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn vùng rừng ngập mặn ven biển. Hội nghị toàn quốc khoa học trái đất và tài nguyên với phát triển bền vững – ERSD2019.

Võ Chí Mỹ. (2016). Trắc địa mỏ. Nhà xuất bản Khoa học Tự nhiên và Công nghệ.

Vela, A. E., Ferreira, L., and Babin, T., (2018). A Safety Analysis of UAV Mapping Operations. Paper presented at the 2018 IEEE/AIAA 37th Digital Avionics Systems Conference (DASC).