УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОЙ СЪЁМКИ В ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ С УЧЁТОМ ВЛАЖНОСТИ (НА ПРИМЕРЕ ТОННЕЛЕЙ ГИССАРАКСКОЙ ГЭС)

Ушбу мақолада намликдаражаси юқори бўлган, хусусан, сув омборларияқинида жойлашган ер ости кон лаҳимларинингкўндаланг кесим юзаларини фотограмметриксуратга олиш хусусиятлари кўриб чиқилади.Фотограмметрия усулининг назарийасослари, қурилмалар, дастурий таъминотҳамда гидрогеологик омилларни инобатгаолган ҳолда ўлчовларни амалга оширишметодологияси таҳлил қилинади. Намликнингсуратга олиш сифати, айниқса тасвираниқлигининг пасайишига таъсири алоҳидакўриб чиқилади. Тадқиқот натижалари асосиданамликни инобатга олувчи коэффициент жорийэтиш таклиф этилди, бу эса фотограмметрикўлчовларнинг аниқлигини ошириш ҳамдамураккаб гидрогеологик шароитларда ер остикон лаҳимларининг фазовий моделлаштириштехнологияларини такомиллаштиришга имконберади.

DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.16962028

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОЙ СЪЁМКИ В ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ С УЧЁТОМ ВЛАЖНОСТИ (НА ПРИМЕРЕ ТОННЕЛЕЙ ГИССАРАКСКОЙ ГЭС)

Заведующий кафедры Маркшейдерское дело и геодезии Азиз КАЗАКОВ Ташкентского государственного технического университета, PhD, доцент докторант кафедры Хасан КУРБОНОВ Маркшейдерское дело и геодезии Ташкентского государственного технического университета докторант кафедры Шохрух ТУРГУНОВ Маркшейдерское дело и геодезии Ташкентского государственного технического университета

Аннотация. В данной работе рассматриваются особенности фотог­рам­ метрической съемки поперечных сечений горных выработок, расположенных в условиях повышенной влажности, в частности вблизи водохранилищ. Анализируются теоретические основы метода фотограмметрии, аппаратнопрограммные средства, а также методология проведения измерений с учетом гидрогеологических факторов. Особое внимание уделено влиянию влажности на качество съемки, снижение контрастности изображений. По результатам исследований предложено введение коэффициента учета влажности, который позволит повысить точность фотограмметрических измерений и совершенствовать технологии пространственного моделирования горных выработок в сложных гидрогеологических условиях. Ключевые слова: фотограмметрия, влажность, маркшейдерия, Гиссаракский

ГЭС, Agisoft Metashape, 3D моделирование.

НАМЛИКНИ ҲИСОБГА ОЛГАН ҲОЛДА ЕР ОСТИ КОН ЛАҲИМЛАРИДА ФОТОГРАММEТРИК ТАСВИРГА ОЛИШ УСУЛИНИ ТАКОМИЛЛАШТИРИШ (ҲИСОРАК ГЭС ТОННEЛЛАРИДА ЎРГАНИШ МИСОЛИДА) Азиз КАЗАКОВ, Тошкент давлат техника университети “Маркшейдерлик иши ва геодезия” кафедраси мудири, ПҳД, доцент Ҳасан ҚУРБОНОВ, Тошкент давлат техника университети “Маркшейдерлик иши ва геодезия” кафедраси докторанти Шохрух ТУРҒУНОВ, Тошкент давлат техника университети “Маркшейдерлик иши ва геодезия” кафедраси докторанти

IMPROVEMENT OF THE PHOTOGRAMMETRIC SURVEY METHOD IN UNDERGROUND MINE WORKINGS CONSIDERING HUMIDITY (CASE STUDY OF GISSARAK HPP TUNNELS)

Aziz KAZAKOV, Head of the Department of Mine Surveying and Geodesy, Tashkent State Technical University, PhD, Associate Professor Hasan KURBONOV, Doctoral student of the Department of Mine Surveying and Geodesy of Tashkent State Technical University Shohrukh TURGUNOV, Doctoral student of the Department of Mine Surveying and Geodesy of Tashkent State Technical University

O‘ZBEKGIDROENERGETIKA PRINT ISSN 3060-4672 100 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER VOLUME 8 | ISSUE 2 | 2025

Аннотация. Ушбу мақолада намлик даражаси юқори бўлган, хусусан, сув омборлари яқинида жойлашган ер ости кон лаҳимларининг кўндаланг кесим юзаларини фотограмметрик суратга олиш хусусиятлари кўриб чиқилади. Фотограмметрия усулининг назарий асослари, қурилмалар, дастурий таъминот ҳамда гидрогеологик омилларни инобатга олган ҳолда ўлчовларни амалга ошириш методологияси таҳлил қилинади. Намликнинг суратга олиш сифати, айниқса тасвир аниқлигининг пасайишига таъсири алоҳида кўриб чиқилади. Тадқиқот натижалари асосида намликни инобатга олувчи коэффициент жорий этиш таклиф этилди, бу эса фотограмметрик ўлчовларнинг аниқлигини ошириш ҳамда мураккаб гидрогеологик шароитларда ер ости кон лаҳимларининг фазовий моделлаштириш технологияларини такомиллаштиришга имкон беради. Калит сўзлар: фотограмметрия, намлик, мар­ кшейдерия, Ҳисорак ГЭС, Агисофт Меташапе, 3D моделлаштириш.

Abstract. This study explores the specific features of photogrammetric surveying of cross-sections in underground mine workings located in highhumidity environments, particularly near reservoirs. The theoretical foundations of photogrammetry, hardware and software tools, and the measurement methodology under hydrogeological conditions are analyzed. Special attention is given to the impact of humidity on image quality, including reduced contrast. Based on the research results, a humidity correction coefficient is proposed to improve the accuracy of photogrammetric measurements and enhance spatial modeling technologies for mine workings in complex hydrogeological conditions. Keywords: photogrammetry, humidity, mine surveying, Gissarak HPP, Agisoft Metashape, 3D modeling, underground mapping.

Фотограмметрия является одним из современных и высокоточных методов пространственного анализа горных выработок, позволяя получать детальные цифровые модели рельефа (ЦМР) и цифровые модели местности (ЦММ). В условиях повышенной влажности, характерных для подземных выработок, расположенных вблизи водохранилищ, влажность становится значимым фактором, влияющим на точность фотограмметрических измерений. [1]

Использование фотограмметрии в маркшейдерии и геодезии способствует высокоточной оценке морфометрических характеристик горных образований, что, в свою очередь, позволяет горным инженерам более детально анализировать структурные особенности рудных тел, прогнозировать их пространственное положение и разрабатывать оптимальные технологии добычи полезных ископаемых с учетом влажностных условий.

Кроме того, фотограмметрические методы обеспечивают повышение точности съемки подземных и открытых горных выработок, позволяют учитывать влияние влажности на механические свойства пород, а также способствуют оперативному выявлению геодинамических изменений и совершенствованию методов пространственного моделирования месторождений. [2]

Одна из ключевых задач маркшейдерской службы заключается в проведении съемки поперечных сечений горных выработок различного сечения, которая может быть реализована методом фотограмметрии. В работе изложены теоретические основы данного метода, приведено

PRINT ISSN 3060-4672 O‘ZBEKGIDROENERGETIKA

VOLUME 8 | ISSUE 2 | 2025 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER

описание аппаратно-программного комплекса, методологии проведения измерений при съемке горизонтальных, горных выработок с учетом влажности.

При фотограмметрии в условиях высокой влажности, особенно в горных выработках, расположенных рядом с водохранилищем, важно учитывать факторы, влияющие на качество съемки и точность модели. Высокая влажность может привести к образованию конденсата на объективе, снижению контрастности изображений из-за тумана или водяной пыли, а также к появлению бликов и искажений, вызванных отражением света от влажных поверхностей. Кроме того, вода может влиять на точность измерений, создавая ложные отражения при лазерном сканировании и изменяя текстуру объектов.

Для изучения и решения данной проблемы были проведены экспериментальные исследования на тоннелях Гиссаракской ГЭС. В ходе исследований осуществлена фотограмметрическая съемка горных выработок с различной степенью влажности, обусловленной близостью водохранилища.

Рис.1. Схема фотограмметрической съёмки тоннеля с расположением осветительных приборов и контрольных точек.

Экспериментальные работы включали в себя тестирование аппаратно-программного комплекса в реальных условиях повышенной влажности,

O‘ZBEKGIDROENERGETIKA PRINT ISSN 3060-4672 102 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER VOLUME 8 | ISSUE 2 | 2025

анализ влияния конденсата и водяной пыли на качество получаемых изображений. Особое внимание уделено влиянию влажных поверхностей на точность построения цифровых моделей выработок при использовании цифровых фотоаппаратов или мобильные телефоны.

Результаты проведенных исследований позволили обосновать необходимость введения коэффициента учета влажности при фотог­ рамметрической съемке горных выработок, что в перспективе может способствовать повышению точности маркшейдерских измерений и совершенствованию методологии пространственного моделирования выработок в сложных гидрогеологических условиях.

На представленной схеме изображён план расположения осве­ тительных приборов и фотокамер, направленных в сторону забоя, в процессе фотограмметрической съёмки. Данная схема иллюстрирует методику получения исходных данных для построения высокоточной трёхмерной модели тоннеля.

Съёмка осуществляется с использованием мобильного телефона. В ходе работы на экспериментальном участке длиной 15 м выполнялся серия из 135 снимков, произведённых под различными углами. Обеспечивается не менее 60% продольного перекрытия между последовательными изображениями в одном ряду и не менее 25% поперечного перекрытия между рядами, что необходимо для достижения высокой точности пространственной реконструкции.

Красные стрелки на схеме обозначают направления оптической оси камеры, при этом в одном из сегментов реализована съёмка в двух направлениях для повышения полноты данных. Зелёные метки указывают контрольные точки, размещённые на стенах тоннеля, которые используются для привязки фотоматериала и повышения точности пространственного позиционирования. Осветительные приборы обеспечивают равномерное распределение света в зоне съёмки, минимизируя тени и повышая качество получаемых изображений.

Таким образом, предложенная методика позволяет выполнить детализированную фотограмметрическую съёмку, обеспечивая создание метрически точной цифровой модели тоннельного пространства.

По этим требования выведено эмпирическая формула для опреде­ ления количество снимков:

(1) где: L – длина исследуемого участка (м) W – ширина участка (м) H – высота участка (м)

PRINT ISSN 3060-4672 O‘ZBEKGIDROENERGETIKA

VOLUME 8 | ISSUE 2 | 2025 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER

d – шаг между фотографиями вдоль ряда (м) Δp – продольное перекрытие снимков (0.6) Δt – поперечное перекрытие снимков между рядами (0.25) n – число вертикальных рядов.

Как мы знаем в реальных условиях подземных выработок уровень и влажности может значительно снижать качество снимков. Это требует введения корректирующих коэффициента.

Необходимость учета влажности при фотограмметрической съемке обусловлена ее значительным влиянием на качество изображений и точность построения цифровых моделей. Влага на стенах тоннеля создает оптические искажения в виде бликов, снижает контрастность снимков, а также может приводить к потере текстурных деталей, что ухудшает работу алгоритмов 3D-реконструкции. Кроме того, повышенная влажность увеличивает вероятность получения некачественных снимков, требующих дополнительных дублей, что снижает эффективность фотограмметрического метода.

Для компенсации этих факторов введен коэффициент влажности (Кв), который корректирует результаты фотограмметрической съемки с учетом степени увлажненности поверхностей:

• Сухая поверхность – Кв = 1,0 • Небольшая влажность – Кв = 1,1–1,3 • Высокая влажность с наличием капель воды – Кв = 1,3–1,5

Применение данного коэффициента позволяет учитывать реальные условия съемки в подземных горных выработках, минимизировать влияние неблагоприятных факторов и повышать точность итоговых 3D-моделей. Это, в свою очередь, способствует оптимизации процесса фотограмметрического обследования, снижению временных и финансовых затрат, а также улучшению качества получаемых данных.

С учетом коэффициента влажности окончательная формула для расчета количества необходимых снимков принимает следующий вид:

Этот коэффициент увеличивает количество снимков при повышен­ ной влажности, что позволяет компенсировать ухудшение качества изобра­ жений и повысить точность построения 3D-модели.

После обработки фотограмметрических данных в программном комплексе Agisoft Metashape на основе полученных изображений формируется трехмерная модель подземных горных выработок. Данный процесс включает в себя несколько ключевых этапов:

O‘ZBEKGIDROENERGETIKA PRINT ISSN 3060-4672 104 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER VOLUME 8 | ISSUE 2 | 2025

1. Импорт и предварительная обработка изображений – загрузка отснятых материалов, их систематизация и контроль качества.

2. Выравнивание фотографий – автоматическое определение взаимного положения снимков в пространстве с учетом перекрытий и оптических параметров съемки.

3. Формирование разреженного облака точек – позволяющий получить предварительное представление о геометрии объекта.

4. Создание плотного облака точек – построение детализированной пространственной структуры подземной выработки с высокой точностью.

5. Генерация полигональной модели – преобразование облака точек в замкнутую сеточную структуру, отображающую топологию объекта.

6. Текстурирование модели – наложение текстур высокой четкости, что позволяет добиться визуальной реалистичности цифрового объекта.

7. Экспорт и анализ результатов – сохранение модели в специа­ лизированных форматах для дальнейшего маркшейдерского анализа, интеграции в геоинформационные системы и мониторинга изменений геометрии выработки.

Рис.2. Полигональная сетка и 3D модель забоя по участке.

Применение передовых алгоритмов фотограмметрической обработки в Agisoft Metashape позволяет получать высокоточные 3D-модели подземных горных выработок, обеспечивая комплексную визуализацию и возможность детального анализа деформаций и изменений горных пород. Использование данных цифровых моделей способствует повышению эффективности маркшейдерского контроля, минимизации рисков, а также оптимизации процессов проектирования и эксплуатации горных объектов.

PRINT ISSN 3060-4672 O‘ZBEKGIDROENERGETIKA

VOLUME 8 | ISSUE 2 | 2025 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER

Заключение. В результате проведенных исследований были выявлены особенности фотограмметрической съемки подземных горных выработок в условиях повышенной влажности, а также проанализированы ее влияние на качество изображений и точность построения цифровых моделей. Установлено, что влажность является одним из ключевых факторов, влияющих на точность фотограмметрических измерений, так как она приводит к снижению контрастности изображений, появлению бликов и оптических искажений.

Для учета этого влияния предложено введение коэффициента влажности (Kв), который корректирует параметры съемки в зависимости от степени увлажненности поверхностей. Включение данного коэффициента в расчетную формулу позволяет повысить точность фотограмметрического моделирования, минимизировать влияние неблагоприятных факторов и улучшить качество итоговых 3D-моделей.

Проведенные экспериментальные исследования на тоннелях Гиссаракской ГЭС подтвердили эффективность предложенной методики, продемонстрировав, что применение фотограмметрии в сочетании с учетом гидрогеологических условий обеспечивает высокоточную пространственную реконструкцию горных выработок. Полученные 3D-модели позволяют не только фиксировать текущее состояние выработок, но и проводить их мониторинг, выявлять геодинамические изменения, а также оптимизировать проектирование и эксплуатацию горных объектов.

Таким образом, разработанная методология съемки, включающая корректировку параметров съемки с учетом влажности, расширяет возможности применения фотограмметрии в маркшейдерии и геодезии. Внедрение данного подхода способствует повышению точности пространственного моделирования, снижению временных и финансовых затрат, а также совершенствованию технологий инженерного анализа подземных выработок.