Datenfusion erschließt das Potenzial der Geo-Intelligenz im Bergbau
Die moderne Gesellschaft ist in hohem Maße auf große Mengen an mineralischen Rohstoffen angewiesen, da diese für Maschinen, Fahrzeuge, Elektronik, Smartphones und Computer benötigt werden. Da die Nachfrage nach diesen Ressourcen aufgrund von erneuerbaren Energien, Elektrofahrzeugen und fortschrittlicher Elektronik voraussichtlich steigen wird, steht die Bergbauindustrie vor großen Herausforderungen. Die Bergbauunternehmen müssen der Sicherheit der Arbeitskräfte und dem Umweltschutz Vorrang einräumen, auch wenn sich dies für die wenigen hochwertigen Vorkommen, die oft in abgelegenen oder dicht besiedelten Gebieten liegen, schwierig gestaltet. Marko Paavola, Koordinator des EU-finanzierten Projekts Goldeneye, erklärt dazu: „Die zunehmende Automatisierung und die Erdbeobachtungen werden große Veränderungen für die Zukunft des Bergbaus bringen. Bei der Überwachung von Bergbauaktivitäten wie der Ortung von Arbeitskräften, der Stabilität von Grubenhängen, der Verwaltung von Anlagen und der Umweltkontrolle werden sich erhebliche Fortschritte erkennen lassen.“ Paavola unterstreicht, dass der Schlüssel zu dieser Entwicklung in der Nutzung mehrerer Datenquellen liegt – Satellitenbilder, Drohnenaufnahmen und Luftbilderhebungen – sowie Sensoren oder Instrumente vor Ort.
Intelligente, einfach zu bedienende Plattform für die Automatisierung der Bergbauindustrie
Das Goldeneye-Konsortium entwickelt eine Plattform der künstlichen Intelligenz (KI), die neuartige Verwendungsmöglichkeiten von Erdbeobachtungsdaten in der Bergbauindustrie ermöglicht. „Die Golden-AI-Plattform vereint Satelliten-, Drohnen- und In-situ-Sensordaten mit automatischer Datenvorverarbeitung sowie hochmodernen Visualisierungswerkzeugen. Das Endergebnis werden analytische Karten sein, die den Betreibenden von Bergbaustandorten leicht zugänglich sind und keine tiefgreifenden Kenntnisse der Datenerfassung und -verarbeitung voraussetzen“, merkt Paavola an. Bei der Datenfusion werden Daten aus zwei oder mehr Quellen, die dasselbe Gebiet abdecken, mit vergleichbarer Auflösung zusammengeführt, wodurch sich die Datenqualität erheblich verbessert. Auch für Daten mit unterschiedlicher räumlicher oder zeitlicher Auflösung kann dieses Verfahren von Vorteil sein. „So kann beispielsweise die zeitliche Auflösung von Satellitendaten mit geringer Auflösung und niedriger Frequenz durch die Integration von Daten aus Quellen mit höherer Auflösung und höherer Frequenz verbessert werden“, führt Paavola aus. Die Golden-AI-Plattform ermöglicht auch die Kombination von geophysikalischen Daten aus Drohneneinsätzen mit In-situ-Raman-Spektroskopie-Messungen oder aktiver hyperspektraler Bildverarbeitung. Die sich daraus ergebenden Datenfusionsprodukte werden einem Stapel generierter analysereifer Daten in der Datenwürfelanlage der Europäischen Weltraumorganisation („European Space Agency Data Cube“) zur Wiederverwendung hinzugefügt. Die bahnbrechende Plattform automatisiert die Erkennung bekannter Muster in den fusionierten Daten durch die Erstellung spezifischer KI-Wissenspakete, die für verschiedene Anwendungsfälle entwickelt wurden. Diese KI-Wissenspakete sind nicht von Sprache und Entwicklungswerkzeugen abhängig. Daher kann jedes mit der Golden-AI-Plattform kompatible KI-Werkzeug verwendet werden.
Erfolgreiche Technologie-Demonstrationen
Goldeneye hat in verschiedenen europäischen Ländern erfolgreiche Feldkampagnen durchgeführt. Die Anwendungsbereiche umfassen die Mineralerkennung, Sicherheitsüberwachung, Betriebsführung, Überwachung von Georisiken und die Umweltüberwachung. „Unsere automatisierten Lösungen zur Umweltbeobachtung waren auch dabei dienlich, große Gewässer wie Seen und Bergeteiche zu überwachen sowie Bodenverschiebungen in großen Gebieten aufzudecken. Dadurch konnte der menschliche Aufwand um mindestens 50 % reduziert werden“, so Paavola. Modernste Technologien wie die 3D-Kartierung per Drohne und die elektromagnetische Abtastung tragen dazu bei, menschliche Einsätze bei der Erkundung von Zielgebieten um über 80 % zu verringern, wenn sie mit den besten Explorationsverfahren kombiniert werden. Diese Methoden können die Umweltauswirkungen von Explorationsaktivitäten erheblich abmildern, da sie das Bohrvolumen um über 60 % reduzieren können. Was den Bergbau betrifft, so hat die Technologie von Goldeneye die Planung verbessert. Dadurch konnte der Energieverbrauch für Sprengungen und Bohrungen um 40 % gesenkt werden. „Durch die Verknüpfung verschiedener Datenquellen bietet die Golden-AI-Plattform Werkzeuge der nächsten Generation – für die Sicherheit im Bergbau, die Umweltüberwachung und die mineralogische Kartierung. Ihre Grundarchitektur dient als Grundlage für eine kostenwirksame, skalierbare und kommerziell tragfähige Lösung. Das Design ist flexibel und aktualisierbar, sodass neue Technologien in Zukunft integriert werden können“, schließt Paavola.
Schlüsselbegriffe
Goldeneye, Bergbau, Drohne, Satellit, Fernerkundung, Umweltüberwachung, Golden-AI-Plattform, Datenfusion, Erdbeobachtung