用空天地一体化建筑检测预警技术守护建筑安全

目前，传统的建筑形变安全监测方法存在一定的局限性：一是目前的形变监测一般采用人工测量方法，无法快速开展大面积监测；二是当前的形变监测大多是在建筑已经发生显著形变甚至是危险形变之后才开展，没有足够的历史数据基础作分析；三是建筑安全管理难以构建全面系统的建筑异常形变监测体系，难以满足管理者高效的管理需求。

随着卫星遥感技术的发展，合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术以其长时间、大范围、高精度、动态连续等优势，已成为地表形变监测领域具有发展潜力的新手段，可有效弥补传统测量的部分不足。其具有全天候、全天时对地观测；监测精度高，可以达毫米级形变；监测范围广，单景可监测上千平方公里以上范围；监测密度大，城区每平方公里最高可获得上万观测点；成本低，无需建立监测网等优势。这些优势使得InSAR技术能够作为城市建筑安全风险管理的有效手段，辅助开展广域建筑风险普查、建筑隐患早期识别、潜在风险建筑长时间形变历史反演、风险分析评估、风险动态持续监测等工作。

这一系统技术汇聚卫星遥感数据，结合地面传感数据和其他业务系统的数据形成城市建筑安全时空大数据，获取城市建筑的关键风险特征，进一步自动智能化筛查存在风险隐患的重点建筑目标，并对风险等级进行全面、综合评估；通过实时监测，云监测平台对采集数值进行处理分析，当超过预警值时可及时预警。

如长春市主城区建筑物潜在风险排查系统（一期），在基于InSAR形变监测结果的基础上，结合建筑矢量框确定每栋建筑对应的PS点集合后，提取建筑物的高度信息和地面最大累积沉降（3年）、地面最大近期沉降速率、地面最大累积倾斜（3年）、地面最大近期倾斜速率、上部结构最大累积沉降（3年）、上部结构近期沉降速率、上部结构最大累积倾斜（3年）、上部结构近期倾斜速率等八项关键形变指标，排查出建筑物潜在风险等级为C级（值得关注）、D级（重点关注）的建筑物。再对C级、D级建筑物进行地基监测并结合地质勘察技术，选定灾害隐患位置，对灾害隐患的建筑体可通过布设角反射器、北斗定位GNSS、固定式测斜仪、裂缝位移计、震动传感器、风速风向传感器等传感设备，对结构物沉降、倾斜、裂缝、震动、风速风向、应力应变等实时监测 。根据《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB 50292-2015）、《工业建筑可靠性鉴定标准》（GB 50144-2008）、《危险房屋鉴定标准》（JGJ 125-2016）等标准规范要求制定预警体系，全天候实时监测，当超过预警值时可及时预警，并通知相关单位及时采取相应措施，有效保证建筑的安全。

空天地一体化业务示意全景图 北京东方至远科技股份有限公司/供图

这一技术通过卫星遥感大数据、云计算、人工智能等手段推进城市治理现代化，推动服务型政府建设，建立空天地一体化大数据感知平台、各行业应用赋能平台，提供城市运行监测、态势感知、指挥调度、决策分析能力，为城市数字化治理和各业务领域信息化建设提供了强力技术支撑。

（作者班勇，北京东方至远科技股份有限公司风险监测中心总监；宁新国，长春市测绘院 副高级工程师）

本文原载于《中国建材报》3月28日6版

责编：丁涛

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