OPSIS：激光扫描监测的智能解决方案

可持续性和耐久性与结构的监测和观察者在时间内提供完整和有效的对象行为数据的能力密切相关。结构健康监测是岩土工程监测不可避免的一部分，确保对现有建筑物、纪念碑、结构、水坝、隧道等进行定期健康检查。

Encardio Monitera集团凭借其独特的软件——OPSIS，将为可持续结构变形监测带来一场革命。让我们来看看这个令人难以置信的应用程序，它将是这个领域真正的游戏规则改变者。

什么是激光扫描？

图1：隧道的激光扫描

激光扫描是一种利用物体在普通网格中的三维表面坐标，对数据进行实时自动监测和采集的技术。它被认为是一种快速可靠的测量方法，因为它以静态、停止和前进或运动方式收集数据。导出的剖面可用于监测从云产生点开始的变形或位移。

激光扫描仪是一种用来测定表面位移或变形的仪器。在几分钟内，它收集一个密集的点云，得到被监控对象的完整详细描述。

尽管这种方法快速、非接触和完整，但由于三个原因，扫描没有被广泛使用:

1. 购买激光扫描仪的成本

2. 仪器规定的精度

3. 处理如此大量的数据。

然而，在过去的几年里，激光扫描仪是准确和负担得起的。

为什么选择OPSIS进行激光扫描？

地面激光扫描仪或激光雷达已广泛应用于测量工程和测绘领域，因为其技术的发展和改进使收集越来越精确的数据集成为可能。

尽管激光雷达比其他数据收集方法的好处,比如显著更高的为同一地区收集的数据量减少的时间而不需要目标,变形监测领域依然是为数不多的无法实现这种技术。

这背后的原因正是激光雷达提供的大量数据。但是，这种优势在后处理阶段成为一个弱点，在后处理阶段，对定期获取的大型数据集进行分析是一项挑战。

因此,，OPSIS是为了克服前面描述的障碍而开发的。其核心思想是对激光雷达提供的原始数据进行操作，以获得更小的数据集。

由于通过分析该子数据集获得的结果必须与我们通过评估原始数据集获得的结果相同，因此所涉及的操作必须确保保留输入数据中包含的空间信息。

OPSIS是如何工作的?

激光雷达以点云的形式为我们提供多维空间信息。经过过滤过程以消除异常值或噪声后，执行的第一个计算是所述云的每个点在数学定义的表面上的投影。

在对特定点云进行最佳拟合调整的基础上，确定曲面类型及其定义参数。从这一刻起,我们有能力显示三维数据在二维表示,尽管我们必须处理的数据量是相同的,当我们还收集三个参数定义的相同数量的点(坐标投影表面和距离)。

为了解决数据量大带来的障碍，对数据进行了第二次转换。所述转换是使用尺寸可调的正方形网格对2D表示进行镶嵌。每个单元格中包含的点是统计分析的对象，重点是每个点到表面的距离，获得每个网格单元格的平均偏差值。设置最大偏差值后，细胞被分为两类，接受和拒绝。这些接受的细胞的值是变形分析的主题，从而达到获得一个简化的数据集来分析的目的。

图2:使用OPSIS创建3D隧道模板

利用拟序法监测被扫描物体的变形或位移以感知可能的变化，其任务主要是对后续得到的不同时期的点云进行处理，将得到的同一投影面和网格作为最适合初始点云的投影面和网格。

如果物体的几何形状发生重大变化，细胞平均值的变化将使其易于检测。这种方法与常用的现有软件的不同之处在于，这不仅仅是点云对比较。它也是每个网格单元变形历史的线性图可视化。

OPSIS的应用领域

可以使用OPSIS软件进行监控

1. 路面：观看下面的演示视频，了解OPSIS软件如何分析路面的激光扫描仪数据，并为您提供完整的变形概览图、时间位移图和动画图像。

2. 机场跑道

3. 核电厂

4. 高烟囱

5. 建筑物、纪念碑：观看以下演示视频，了解OPSIS软件如何分析建筑物的激光扫描仪数据，并为您提供完整的变形概览图、时间位移图和动画图像，一目了然。

6. 水电站/大坝：观看以下演示视频，了解OPSIS软件如何分析大坝的激光扫描仪数据，并为您提供完整的变形概览图、时间位移图和动画图像。

7. 露天矿、滑坡和斜坡

8. 炼油厂、油罐

9. 高层建筑

图3：使用OPSIS的高层建筑投影

10. 隧道、矿山:观看以下演示视频，了解如何使用OPSIS软件分析隧道的激光扫描数据，并为您提供完整的变形概览图、时间位移图和动画图像。

11. 桥梁、高架桥

OPSIS的主要特征

OPSIS分析软件具有多种功能，使其成为同类软件之一。其中包括：

1. 无限点云比较

2. 全表面变形图

3. Time-displacement图

4. 变形贴图的延时动画

5. 自定义投影数学模板和结果网格

6. 同一项目中的多个模板

7. 可伸缩的图

8. 定制色标

9. 每个模板的自定义警报、警报和操作级别

10. 导入。las， .pts， .e57， .ply， .xyz文件

11. 以pdf、XML和CSV格式导出

12. OEM噪声滤波

13. 自动消除远离模板曲面的点

14. 从导入点云到查看报告只需2次单击和2秒钟

OPSIS的好处

节省人力资源

1. 该软件提供了结构表面的完整覆盖范围–在其他安装的传感器之间进行监控

2. 它避免了在危险位置安装棱镜的风险，从而拯救了人的生命

3. 该软件消除了交通和施工现场事故等事故的可能性

4. 它提供全面和深入的监测数据

节省时间

1. 它消除了目标的安装，并提供即时基线读数。

2. 它比全站仪和光学三维测量要快得多

3. 它在几秒钟内提供点云比较结果

降低成本

1. 它只关注有问题的领域，从而减少了成本和时间。

2. 它提前分析问题，并立即采取纠正措施，从而节省后期昂贵的维修工作

3. 该软件消除了可访问性或安装许可

4. 它不妨碍施工工作

高效性能

快速扫描确保在监测期间均匀分布的环境影响-风速，太阳辐射，温度，折射等。

1. 它提供了变形总贴图的概述。

2. 该软件通过长期时间位移图了解历史。

3. 它通过将数据与其他参数（风速、地下水位、总压、温度等）关联进行解释。

OPSIS确实是一种有效且智能的解决方案，可用于分析激光扫描数据，以便进行有效的结构变形监测。这是对OPSIS的简要介绍，OPSIS是由Encardio Monitera集团开发的变形分析软件，拥有超过52年的专业知识和经验。