3S 技術在房屋建筑風險普查中的應用實踐
——以達州市高新區房屋建筑風險普查為例

張純志，丁志剛，楊有福

（四川省第十一地質大隊，四川 達州 635000）

為全面掌握我國自然災害風險隱患情況，提升自然災害綜合防治能力，住房與城鄉建設部組織開展了第一次全國自然災害綜合風險普查。該普查是一項重大的國情國力調查，是提升自然災害防治能力的基礎性工作，尤其是房屋建筑風險普查。由于房屋建筑結構復雜、數據量大、存在的風險突出等問題，要在短時間內調查清楚每棟房屋結構、產權、面積、變形損傷等基礎數據，傳統技術已經無法滿足工作需要，3S 技術（即全球定位系統GPS、衛星遙感RS 和地理信息系統GIS）能解決這一復雜問題，它能實時動態定位、匯總，精準地摸清全國自然災害風險隱患底數，查明重點地區抗災能力，客觀認識全國和各地區自然災害綜合風險水平。

1 概況

達州市高新區為省級經濟開發區，直轄石板街道、河市鎮、金埡鎮、百節鎮、趙家鎮、斌郎街道，農村房屋共計約39 756 棟，城鎮房屋共計約4 564 棟。達州市高新區離達州市主城區約6 km，與達州機場相鄰約3 km，川、渝、陜高速公路通過產業區快速通道相接，襄渝鐵路、210 國道、渠江干流州河縱貫全境，交通物流條件優越，初步實現公路、鐵路、航空、水運聯運能力。達州市高新區地處四川盆東平行嶺谷區、盆中丘陵區、盆周低山區連接地帶。地形總趨勢西北高東南低，按成因類型屬“川東褶皺剝蝕—侵蝕低山丘陵谷區”地貌。

2 普查準備

2.1 相關技術與方法

達州市高新區房屋建筑風險普查項目依托3S 技術和PDCA 質量管理循環方法完成。

3S 技術包括全球定位系統（GPS）、衛星遙感（RS）和地理信息系統（GIS）統稱為3S 技術，能有效獲取高精度的實體數據。全球定位技術GPS 能夠快速、準確的為多個用戶同時提供瞬時的全球任意一點三維測量，其廣泛應用在地理信息、城市規劃、城市設計等方面。衛星遙感（RS）技術是通過電磁波、激光等各種傳感器，從遠處探測和接收來自目標物體的信息，經過數據處理分析，識別物體的空間屬性、動態變化等特征。地理信息系統（GIS）是在計算機硬件、軟件等條件支持的情況下，以地理空間信息作為基礎，全面使用各種類型的數學模型以及工程方式開展處理和分析工作，提供可視化、空間分析的處理技術。

PDCA 是全面質量管理循環方法，將質量管理分為四個階段，即計劃階段、執行階段、檢查階段、處理階段，循環解決質量問題的過程。

2.2 普查軟件

達州市高新區房屋建筑風險普查項目軟件采用“全國房屋建筑和市政設施調查系統”。調查過程包括內業核實和外業調查，實行內外聯動。內業核實在PC 端進行，須連接政務內網。外業調查在移動端進行，移動端使用智能手機或平板電腦，安裝專用APP 軟件。

2.3 組織分工

根據調查工作責任主體與行業職責分工，將參與達州市高新區調查的行政單位從上到下分為四級，分別為縣（區）級、鄉鎮、行政村、調查單位，各級分別負責相應工作的開展?？h（區）級負責調查工作總部署。鄉鎮、行政村協助調查單位完成外業數據采集。調查單位負責調查工作的全面實施。

2.4 技術交底

達州市高新區房屋建筑風險普查是綜合類的調查，涉及權籍、房屋建筑、市政等專業。調查的專業性比較強，對調查人員和質檢人員的技術要求比較高。按照調查設計方案，進行技術交底。在技術交底前做了大量查詢工作，組織了培訓，培訓時對房屋調查信息的結構作了PPT 演示，力求通俗易懂（圖1）。

圖1 房屋調查信息結構圖

（1）農村房屋調查交底。農村房屋調查分三部分，一部分為房屋基本信息，包括建筑地址、建筑名稱、住宅套數、樓棟號等信息調查；二部分為建筑信息，包括建筑層數、建造年代、結構類型、建造方式、安全鑒定等；三部分為抗震設防信息，包括是否專業設計、抗震構造措施、抗震加固、變形損傷等。

（2）城鎮房屋調查交底。城鎮房屋調查結構復雜，多以砌體結構、底部框架-抗震墻結構、內框架結構、鋼筋混凝土結構、單跨框架結構、鋼結構、木結構等，外業調查判斷較為困難，并對城鎮房屋調查進行了詳細交底。

3 普查流程

普查在“全國房屋建筑和市政設施調查系統”上操作，包括農村房屋建筑普查和城鎮房屋建筑普查，涵蓋信息采集、修改、查詢、數據檢核及成果匯交等過程。該系統是以GIS 和互聯網+等軟件為基礎，面向國家、省、市、縣（區）各級主管部門以及調查單位的數據采集系統。系統提供統一的高分辨率遙感影像為調查工作底圖，數據錄入過程采用“先內業-后外業-再內業”的工作模式，完成數據采集后，逐級開展數據質檢、審核以及匯交工作，最終由住房和城鄉建設部向國務院普查辦匯交全國房屋建筑和市政設施調查成果庫。

3.1 數據預處理

農村房屋應充分利用農村房屋安全隱患排查信息、農村危房改造信息、農房抗震改造信息、不動產登記信息、易地扶貧搬遷、生態移民和避險搬遷工程資料等已有信息數據。城鎮房屋應利用土地利用規劃時房屋建筑空間位置及矢量數據。調查可以通過建模提取房屋的面積，利用房屋一體化測繪成果，提取出權利人或使用人基本信息及房屋基本結構，提高風險普查精準度，準確性。

3.2 農村房屋數據調查

外業調查人員利用裝有APP 軟件的智能手機或平板電腦，用分配好的調查員賬號登錄，借助全國房屋建筑和市政設施調查系統提供的遙感影像和GNSS 精準定位功能，快速定位到某個房屋，并對其進行數據調查。

（1）現場踏勘核對房屋位置和輪廓線。提供的底圖只標繪投影面積大于20 m2的房屋建筑輪廓，對未能區分或區分有誤的連片房屋，應在已有底圖上進行修正（拆分、整合或重新繪制）。底圖未標繪但實際存在的房屋，應現場補充繪制（圖2）。

圖2 現場房屋輪廓圖

（2）通過導入已有的房屋建筑屬性信息與村組地址和戶主身份證號碼或姓名等信息，進行比對、復核、修正、補充、完善，經確認無誤后上傳。通過詢問房屋產權人或使用人，以及與村組負責人進行溝通交流，以獲取真實全面的基本信息（圖3）。

圖3 房屋調查信息

（3）現場定位拍攝照片，應包含至少一張房屋建筑整體外觀照片。當有潛在地質災害或其他不良場地威脅時，應補充周邊環境地質災害隱患點和場地安全隱患照片；如有裂縫、傾斜、變形、沉降等情況，應補充反映相關變形損傷情況的照片。每棟建筑上傳的外觀及周邊環境、變形損傷、抗震構造措施等現狀照片數量分別不超過3 張，應能全面、準確、直觀反映房屋現狀的抗震設防信息（圖4）。

圖4 房屋變形損傷圖

農村部分房屋存在多年無人居住的現象，房屋周圍的土地已退耕還林，四周灌木叢生，調查人員難以近距離調查的，可以通過小型無人機進行拍照并上傳。

3.3 城鎮房屋數據調查

城鎮房屋使用情況比農村房屋豐富，比如變形損傷、改造情況、抗震加固等信息，尤其是城鎮的非住宅房屋比較多，如事業單位房、工礦企業房屋等，要求調查人員必須做到“四到”，即走到、看到、問到、拍到。

城鎮房屋調查與農村房屋外業數據調查的流程大致一樣，一是要核對建筑位置和范圍，底圖上未標繪但實際存在的房屋建筑，要現場繪制；二是進行基本信息核實、修改、補充、完善、拍照；三是房屋建筑整體外觀圖片至少一張，存在裂縫、傾斜、變形等情況，每棟房屋建筑上傳的圖片數量不超過4 張。調查人員每完成一個調查對象后，應對調查數據完整性、合規性及準確性進行自查。

城鎮房屋調查與農村房屋調查不同的是，城鎮房屋調查建筑信息表比較復雜（圖5）。

圖5 農村房屋與城鎮房屋調查的建筑信息與對比表

3.4 信息修改和查詢

調查系統為調查人員提供了信息修改功能，當預先填報的信息與實地調查的信息有不符的時候，調查人員可以及時修改，并上傳提交。

系統內置了SQL 語句的查詢功能，外業調查人員可以以房屋的編號或者房屋調查狀態為關鍵字進行查詢，完善房屋信息，避免出現漏調、錯調的情況（圖6）。

圖6 房屋信息查詢

3.5 數據質量檢核

數據質量檢核以鄉鎮為基礎檢查單元，采用機器檢核和人工檢核相結合的方式。機器檢核用于檢查數據完整性、一致性。人工檢核用于檢查房屋的樓層、結構、房屋損傷等基本信息的準確性，檢查房屋照片拍得是否合理，房屋損傷是否拍的完整。

調查人員完成房屋建筑調查任務后，檢查員既可新建質檢任務也可加載已生成的質檢任務（圖7）。

圖7 調查信息數據質檢

質檢軟件內置了Python 拓撲檢查編輯器，可以針對不同的檢查對象制定拓撲檢查和基礎屬性檢查規則，包括矢量數據矛盾性，如面面矛盾、線面矛盾、線線矛盾、點線矛盾，以及屬性數據的完整性和一致性，拓撲檢查結果（圖8）。

圖8 數據拓撲檢查結果

通過質量檢查顯示檢查總調查對象數量、錯誤對象數量以及合格率并詳細顯示錯誤信息（圖9）。

圖9 錯誤數據定位查詢

3.6 數據保障措施

為保障調查數據的質量，本次房屋風險普查嚴格執行“兩檢一驗”制度，“兩檢”為調查單位的過程檢查和最終檢查；“一驗”為甲方對調查單位提交的成果進行驗收。

調查成果質量采用PDCA 全面質量管理方法，即計劃P（plan）確定質量因子及合格指標要求，比如房屋層數、精度、結構、損傷等；執行D（do）計劃中確定質量因子，貫徹落實質量任務；檢查C（check）計劃中確定的質量指標是否合理；處理A（action）計劃中調查錯誤的質量因子、指標，比如房屋層數、結構錯誤，房屋拍照規范等。通過PDCA 質量管理循環模式，能較好地防范質量問題，保障數據真實性、準確性、完整性。

房屋建筑承災體調查成果檢查采用了3S 技術中的RS 技術，即通過已建立實景三維模型多角度、多方位檢查房屋的層數、結構、損傷等建筑信息，為本次成果數據提供有力支撐。

4 普查成效

達州市高新區房屋建筑風險普查共完成44 320 棟，其中：農村房屋調查39 756 棟，城鎮房屋調查4 564個。分別從房屋類型、結構類型、建造年代、專業設計、抗震加固、建造方式等進行匯總分析。

按照房屋類型統計，不需調查1 602 棟、占比3.6%，非住宅921 棟、占比2.1%，輔助用房6 820 棟、占比15.4%，集合住房244 棟、占比0.6%，獨立住宅34 733 棟、占比78.3%。

按照結構類型統計，磚石結構37 890 棟、占比85.6%，土木結構3 206 棟、占比7.2%，混雜結構2 583棟、占比5.8%，鋼筋混凝土303 棟、占比0.7%，鋼結構197 棟、占比0.4%，其他141 棟、占比0.3%。

按照建造年代統計，在1980 年及以前7 988 棟、占比18%，1981～1990 年12 771 棟、占比28.8%，1991～2000 年12 150 棟、占比27.4%，2001～2010 年7 223 棟、占比16.3%，2011～2015 年2 074 棟、占比4.7%，2016 年及以后2 114 棟、占比4.8%。

按照專業設計統計，專業設計326 棟、占比0.7%，非專業設計43 994 棟、占比99.3%。

按照抗震加固統計，抗震加固42 棟、占比0.1%，未進行過加固44 278 棟、占比99.9%。

按照建造方式統計，自行建造2 488 棟、占比5.5%，工匠建造41 665 棟、占比94%；有資質的施工隊伍建造163 棟、占比0.4%，其他4 棟、占比0.1%。

根據普查數據分析，達州市高新區房屋建筑風險隱患較大。磚石結構占比大，非專業設計、未抗震加固的房屋高達99%以上，應加強房屋動態監測，存在危險的房屋應及時加固或拆除，以保障人民群眾生命財產安全。

5 總結與展望

達州市高新區房屋建筑風險普查工作實現了信息化生產的全過程。此次普查的亮點有以下幾點：一是獲得全域覆蓋完整的城鎮房屋建筑的詳細信息，二是建立了相對完備的房屋災害庫，三是為自建房屋安全排查提供了基礎數據，四是為自然災害綜合隱患評估提供了依據，為地方政府的防災能力提供了有力保障。