Науковий вісник НГУ

Використання стандарту CityGML для 3D ГІС підземних і відкритих гірничих виробок

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №3 2024

Останнє оновлення: 08 липня 2024

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1289

Authors:

Ч. В. Фам, orcid.org/0000-0002-6446-7860, Факультет геоматики та управління земельними ресурсами, Ханойський гірничо-геологічний університет, м. Ханой, В’єтнам

Л. К. Нгуєн, orcid.org/0000-0002-4792-3684, Факультет геоматики та управління земельними ресурсами, Ханойський гірничо-геологічний університет, м. Ханой, В’єтнам; Дослідницька група «Інновації для сталого та безпечного видобутку корисних копалин» (ISRM), Ханойський гірничо-геологічний університет, м. Ханой, В’єтнам

К. С. Цао, orcid.org/0000-0002-7405-9668, LandPartners, м. Брісбен, Австралія

К. В. Ле, orcid.org/0000-0002-8113-9949, Факультет геоматики та управління земельними ресурсами, Ханойський гірничо-геологічний університет, м. Ханой, В’єтнам

Т. Г. Нгуєн, orcid.org/0009-0006-0765-245X, Факультет геоматики та управління земельними ресурсами, Ханойський гірничо-геологічний університет, м. Ханой, В’єтнам; Дослідницька група з геодезії та навколишнього середовища, Ханойський гірничо-геологічний університет, м. Ханой, В’єтнам

Х. Т. Т. Ле*1,5, orcid.org/0000-0001-9459-787X, Факультет геоматики та управління земельними ресурсами, Ханойський гірничо-геологічний університет, м. Ханой, В’єтнам; Дослідницька група геоматики в науках про Землю, Ханойський гірничо-геологічний університет, м. Ханой, В’єтнам, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2024, (3): 019 - 026

https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-3/019

Abstract:

Мета. Дослідження спрямоване на вирішення проблем, повязаних з інтеграцією різних методів, з акцентом на методах збору даних і рівні деталізації (LoD), що полегшує створення детальних 3D-моделей. Стандарт CityGML використовується завдяки його здатності відображати складні міські обєкти, адаптовані до умов гірничодобувної галузі.

Методика. Поєднання технологій безпілотних літальних апаратів (БПЛА) і технологій наземного лазерного сканування (TLS) для збору даних про відкриті та підземні вугільні виробки. Ці дані обробляються для створення хмар точок, що потім використовуються для створення 3D-мо­делей гірничих споруд за допомогою Sketchup та REVIT. Зрештою, ці моделі будуть перетворюватись у стандарт CityGML за допомогою програмного забезпечення FME SAFE.

Результати. Завдяки використанню безпілотних літальних апаратів і технологій наземного лазерного сканування отримані точні дані хмари точок для відкритих і підземних споруд. CityGML слугує зручним середовищем для цифрового представлення виробок, пропонуючи стандартизовану організацію даних та обмін ними. Запропонована методологія оптимізує процедури збору та обробки даних, забезпечуючи точність і ефективність створення моделей. Зокрема, у дослідженні представлено детальний підхід до вибору LoD, ураховуючи складність і специфічні вимоги різних гірничодобувних структур.

Наукова новизна. Робота інноваційно поєднує технології БПЛА та TLS зі стандартом CityGML для створення комплексних 3D ГІС-моделей вугільних виробок, що працюють як відкритим, так і підземним способами, вирішуючи унікальні проблеми моделювання різноманітних гірничих структур і особливостей рельєфу місцевості.

Практична значимість. Полягає в наданні системного підходу з використанням технологій БПЛА і TLS у поєднанні зі стандартом CityGML для створення точних 3D ГІС-моделей вугільних виробок. Ця методологія підвищує ефективність управління шахтами й карєрами, точність оцінки ресурсів і можливості оцінки безпеки.

Ключові слова: карєр, шахта, CityGML, 3D ГІС, БПЛА, TLS

References.

1. King, B., Goycoolea, M., & Newman, A. (2017). Optimizing the open pit-to-underground mining transition. European Journal of Operational Research, 257(1), 297-309. https://doi.org/10.1016/j.ejor.2016.07.021.

2. Harraz, H. (2010). Underground mining Methods. https://doi.org/10.13140/RG.2.1.2881.1124.

3. Luntz, S. (2020). Mining Sites: The Transition from Open-Pit to Underground Mining. Retrieved from https://www.azomining.com/Article.aspx?ArticleID=1482.

4. Badwi, I. M., Ellaithy, H. M., & Youssef, H. E. (2022). 3D-GIS parametric modelling for virtual urban simulation using CityEngine. Annals of GIS, 28(3), 325-341. https://doi.org/10.1080/19475683.2022.2037019.

5. Moradi, M., & Assaf, G. J. (2023). Designing and Building an Intelligent Pavement Management System for Urban Road Networks. Sustainability, 15(2), 1157. https://doi.org/10.3390/su15021157.

6. Pepe, M., Costantino, D., Alfio, V. S., Restuccia, A. G., & Papalino, N.M. (2021). Scan to BIM for the digital management and representation in 3D GIS environment of cultural heritage site. Journal of Cultural Heritage, 50, 115-125. https://doi.org/10.1016/j.culher.2021.05.006.

7. Tang, L., Chen, C., Li, H., & Mak Didi Yat, Y. (2022). Developing a BIM GIS-Integrated Method for Urban Underground Piping Management in China: A Case Study. Journal of Construction Engineering and Management, 148(9), 05022004. https://doi.org/10.1061/(ASCE)CO.1943-7862.0002323.

8. Gröger, G., Kolbe, T. H., Nagel, C., & Häfele, K. H. (2012). OGC city geography markup language (CityGML) encoding standard. Retrieved from https://portal.opengeospatial.org/files/?artifact_id=47842.

9. Akahoshi, K., Ishimaru, N., Kurokawa, C., Tanaka, Y., Oishi, T., Kutzner, T., & Kolbe, T. H. (2020). I-Urban revitalization: Conceptual modeling, implementation, and visualization towards sustainable urban planning using CityGML. ISPRS Annals of the Photogrammetry. Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 4, 179-186. https://doi.org/10.5194/isprs-annals-V-4-2020-179-2020.

10. Chen, S., Zhang, W., Wong, N. H., & Ignatius, M. (2020). Combining CityGML files and data-driven models for microclimate simulations in a tropical city. Building and Environment, 185, 107314. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2020.107314.

11. Hämäläinen, M. (2021). Urban development with dynamic digital twins in Helsinki city. IET Smart Cities, 3(4), 201-210. https://doi.org/10.1049/smc2.12015.

12. Kumar, K., Ledoux, H., & Stoter, J. (2018). Compactly representing massive terrain models as TINs in CityGML. Transactions in GIS, 22(5), 1152-1178. https://doi.org/10.1111/tgis.12456.

13. Tolovkhan, B., Demin, V., Amanzholov, Zh., Smagulova, A., Tanekeyeva, G., Zairov, Sh., Krukovskyi, O., & Cabana, E. (2022). Substantiating the rock mass control parameters based on the geomechanical model of the Severny Katpar deposit, Kazakhstan. Mining of Mineral Deposits, 16(3), 123-133. https://doi.org/10.33271/mining16.03.123.

14. Braun, J., Braunova, H., Suk, T., Michal, O., Peťovský, P., & Kuric, I. (2021). Structural and Geometrical Vegetation Filtering-Case Study on Mining Area Point Cloud Acquired by UAV Lidar. Acta Montanistica Slovaca, 26(4). https://doi.org/10.46544/AMS.v26i4.06.

15. Zheng, J., Yao, W., Lin, X., Ma, B., & Bai, L. (2022). An accurate digital subsidence model for deformation detection of coal mining areas using a UAV-based LiDAR. Remote Sensing, 14(2), 421. https://doi.org/10.3390/rs14020421.

16. Cuong, C. X., Van Chung, P., Dung, P. T., & Cuong, N. S. (2021). Quality assessment of 3d point cloud of industrial buildings from imagery acquired by oblique and nadir UAV flights. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (5), 131-139. https://doi.org/10.33271/nvngu/2021-5/131.

17. Le Van, C., Cuong, C. X., Nguyen, Q., Anh, T. T., & Xuan-Nam, B. U. I. (2020). Experimental investigation on the performance of DJI phantom 4 RTK in the PPK mode for 3D mapping open-pit mines. Inżynieria Mineralna, 1(2), 65-74. https://doi.org/10.29227/IM-2020-02-10.

18. Prime Minister of Vietnam (2016). Decision 403/QD-TTg on Approval of Modifying the planning of Vietnam coal mining industry development until 2030. Retrieved from https://lawnet.vn/en/vb/Decision-No-403-QD-TTg-master-plan-Vietnams-coal-industry-development-2020-2030-2016-4B255.html.

19. Tolmer, C. E., Castaing, C., Diab, Y., & Morand, D. (2013). CityGML and IFC: Going further than LOD. Digital Heritage International Congress (DigitalHeritage), (1), 645-648. https://doi.org/10.1109/DigitalHeritage.2013.6743808.

20. Liu, X., Wang, X., Wright, G., Cheng, J., Li, X., & Liu, R. (2017). A State-of-the-Art Review on the Integration of Building Information Modeling (BIM) and Geographic Information System (GIS). ISPRS international journal of geo-information, 6(2), 53. https://doi.org/10.3390/ijgi6020053.

21. Kutzner, T., Chaturvedi, K., & Kolbe, T. H. (2020). CityGML 3.0: New Functions Open Up New Applications. Journal of photogrammetry, remote sensing and geoinformation science, 88(1), 43-61. https://doi.org/10.1007/s41064-020-00095-z.

22. Kumar, K., Labetski, A., Ledoux, H., & Stoter, J. (2019). An improved LOD framework for the terrains in 3D city models. ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 4, 75-82. https://doi.org/10.5194/isprs-annals-IV-4-W8-75-2019.

23. Vietnam Ministry of Industry and Trading (2015). Vietnam standard for mine surveying Hanoi, Vietnam: Vietnam standard for mine surveying.

24. Kumar, K., Ledoux, H., & Stoter, J. (2016). A CityGML extension for handling very large TINs. ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 4, 137-143. https://doi.org/10.5194/isprs-annals-IV-2-W1-137-2016.

25. Eriksson, H., & Harrie, L. (2021). Versioning of 3D City Models for Municipality Applications: Needs, Obstacles and Recommendations. ISPRS international journal of geo-information, 10(2), 55. Retrieved from https://www.mdpi.com/2220-9964/10/2/55.

26. Lowe, D. G. (2004). Distinctive image features from scale-invariant keypoints. International journal of computer vision, (60), 91-110. https://doi.org/10.1023/B:VISI.0000029664.99615.94.

27. Stereopsis, R. M. (2010). Accurate, dense, and robust multiview stereopsis. IEEE Transactions On Pattern Analysis And Machine Intelligence, 32(8). https://doi.org/10.1109/TPAMI.2009.161.

28. Rashdi, R., Martínez-Sánchez, J., Arias, P., & Qiu, Z. (2022). Scanning Technologies to Building Information Modelling: A Review. Infrastructures, 7(4), 49. Retrieved from https://www.mdpi.com/2412-3811/7/4/49.

29. Li, W., Li, S., Lin, Z., & Li, Q. (2021). Information modeling of mine working based on BIM technology. Tunnelling and underground space technology, 115, 103978. https://doi.org/10.1016/j.tust.2021.103978.

30. Dimitrov, H., & Petrova-Antonova, D. (2021). 3D CITY MODEL AS A FIRST STEP TOWARDS DIGITAL TWIN OF SOFIA CITY. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XLIII-B4-2021, 23-30. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLIII-B4-2021-23-2021.

• < Попередня
• Наступна >