Nowe narzędzia uczenia maszynowego odkrywają ukryte zasoby mineralne na skomplikowanym terenie
Europejski Zielony Ład i związane z nim regulacje mają na celu uczynić sektor surowców bardziej zrównoważonym i obiegowym. Aby zapewnić stałe dostawy surowców, UE musi eksplorować nowe zasoby mineralne, jednocześnie chroniąc środowisko. Teledetekcja oferuje narzędzia o niskim wpływie na środowisko, które wspierają wszystkie etapy wydobycia – eksplorację, eksploatację, likwidację oraz etap polikwidacyjny. Jednak pełny potencjał tej technologii pozostaje niewykorzystany ze względu na ograniczoną wiedzę na temat jej zastosowania w sektorze mineralnym, brak przyjaznych dla użytkownika narzędzi do przetwarzania danych i niewystarczającą weryfikację interpretowanych wyników względem danych in situ. Naukowcy skupieni wokół finansowanego przez UE projektu MultiMiner(odnośnik otworzy się w nowym oknie) opracowują zaawansowane algorytmy przetwarzania danych w celu wykorzystania technologii obserwacji Ziemi (EO) do poszukiwania minerałów i monitorowania terenu kopalni. „Staramy się uwolnić potencjał danych EO, w tym danych Copernicus, komercyjnych danych satelitarnych, danych z dronów powietrznych i danych in situ, aby wspierać cały cykl życia górnictwa“, zauważa koordynatorka naukowa projektu, Maarit Middleton. Badacze koncentrują się na tworzeniu innowacyjnych narzędzi do analizy danych EO przy użyciu słabo i samodzielnie nadzorowanych metod uczenia maszynowego. „Podejścia te wymagają niewielkiej ilości danych in situ do trenowania modelu, dzięki czemu doskonale radzą sobie z ograniczeniami operacyjnymi sektora wydobywczego. Zastosowania obejmują na przykład wykrywanie subtelnych zmian powierzchni ziemi spowodowanych wydobyciem i usprawnianie działań związanych z poszukiwaniem minerałów“, dodaje Middleton.
Wykorzystanie narzędzi o wysokiej rozdzielczości w skomplikowanych warunkach geologicznych
Opracowane w ramach projektu MultiMiner wieloskalowe podejście oparte na danych do eksploracji i mapowania minerałów jest istotnym krokiem naprzód w stosunku do konwencjonalnych technik, gdyż oferuje wyższą rozdzielczość przestrzenną i spektralną oraz możliwość dostosowania do złożonych warunków geologicznych. System naziemnego skanowania hiperspektralnego umożliwia obrazowanie hiperspektralne in situ w wysokiej rozdzielczości bezpośrednio na ścianach kopalni, ułatwiając zarówno eksplorację, jak i eksploatację, a przy tym przyczyniając się do rozwoju badań geologicznych. System obrazowania hiperspektralnego oparty na UAV wprowadza skośne kąty skanowania (kąt przechyłu 45° i 90°), znacznie poprawiając widoczność i pokrycie pionowych i schodkowych powierzchni. Przy rozdzielczości 6-8 cm na piksel, zapewnia bardzo szczegółową charakterystykę powierzchni.
Algorytmy nowej generacji do ciągłego monitorowania terenu kopalni
Jeśli chodzi o monitorowanie terenu kopalni, projekt MultiMiner wnosi cenny wkład w rozwój tej dziedziny na dwa sposoby. Po pierwsze, łączy analizę gęstych szeregów czasowych obrazów oraz rzadsze zdjęcia z dronów w celu zaawansowanego wykrywania właściwości powierzchni. Modele są oparte na minimalnie nadzorowanych modelach zaprojektowanych do obsługi rzadkich danych in situ. Po drugie, projekt MultiMiner wprowadza ogólny algorytm monitorowania terenu kopalni, który integruje dane z wielu źródeł (np. Copernicus Sentinels, dane hiperspektralne i z dronów) w różnych rozdzielczościach przestrzennych, czasowych i spektralnych. Algorytm ten obsługuje ciągłe monitorowanie, równoważy gęste i rzadkie źródła danych oraz dostosowuje się do różnych zadań monitorowania.
Skalowalne rozwiązania dla zrównoważonego i transparentnego górnictwa
Twórcy projektu MultiMiner chcą wnieść istotny wkład w eksplorację minerałów i monitorowanie terenu kopalni poprzez dostarczanie skalowalnych technologii, które płynnie integrują ograniczone dane in situ z wieloczasowymi i multimodalnymi danymi EO ze wszystkich istotnych źródeł. Te nowatorskie rozwiązania zwiększą dostęp do surowców krytycznych, będą promować zrównoważone wydobycie i wspierać interesariuszy w całym cyklu wydobywczym, w tym w przemyśle wydobywczym, poszukiwawczym oraz szeroko rozumianym sektorze przetwarzania danych EO. „Nasze przyjazne dla użytkownika, minimalnie nadzorowane narzędzia do eksploracji i monitorowania opartego na teledetekcji umożliwiają bardziej efektywne wykorzystanie danych EO. Oczekuje się, że doprowadzi to do odkrycia nowych złóż surowców krytycznych, poprawy bezpieczeństwa wydobycia i lepszego monitorowania środowiska“, stwierdza Middleton. „Nasze rozwiązania zwiększają również transparentność operacji wydobywczych, umożliwiając wczesne wykrywanie wpływu na środowisko, a ich niski ślad środowiskowy czyni je potencjalnie bardziej akceptowalnymi społecznie“.
