數字化方法在既有房屋檢測中的應用

李尚龍

（上海市巖土工程檢測中心有限公司，上海 200436）

0 引言

數字化是21 世紀互聯網技術、信息化技術和自動化技術在飛速發展過程中逐漸形成和發展起來的一種產物，其具有直觀性強、方便快捷、可操作性強、精準性高以及不受地域限制等的特點，其內涵式將連續變化的模擬轉化成具體的數據，再對數據進行計數、編碼、圖像處理、顯示及打印等，進而為房屋檢測人員提供所需要的信息數據。

1 應用優勢

1.1 直觀性強

數字化方法在既有房屋檢測中的應用，具有直觀性強的特點，運用數字化方法對既有房屋進行檢測，可以通過計算機對被檢測的房屋進行真實的模擬，將既有房屋中的各項情況直觀地反映在檢測人員面前，有效改變了傳統檢測方法下采用線條和符號記錄的弊端與缺陷，切實提高了既有房屋檢測的質量和效率。

1.2 方便快捷

利用數字化方法對既有房屋進行測繪和變形監測，具有方便快捷的特點，檢測人員可以及時根據檢測的結果對既有房屋進行維護和更新，減少和降低各類安全隱患的發生，為居住人員提供安全的居住環境。

1.3 可操作性強

在對既有房屋進行檢測的過程中，檢測人員根據計算機可操作性的特點，根據檢測需求對數據信息進行二次加工，得出既有房屋在不同使用狀態中的變形情況。檢測人員還可以對檢測過程中獲得的數字及圖像進行拼接或縮放，滿足對既有房屋多個方面的檢測需求。隨著數字化方法的不斷發展，新的檢測工具和計算機軟件將會不斷涌現，為既有房屋的檢測提供多種選擇和可能。這樣一來，檢測人員便能夠根據既有房屋的使用年限、實際情況選擇更加合理的檢測方法，進而實現對既有房屋的全方位檢測，這也是數字化方法在既有房屋中的檢測具有可操作性強的特點的一個重要因素。

1.4 精準性高

數字化檢測方法在房屋檢測中的應用，精準性高是尤為顯著的一個特點，通過數字化方法檢測人員可以完成對既有房屋各個部位的檢測，且為其提供精準性高的檢測數據。這些精準性高的數據，對于房屋的評估是非常之重要的。更為重要的是，數字化方法還可以對既有房屋檢測的各項數據進行對比，幫助檢測人員確定科學合理的檢測方案，通過比對不同檢測位置的數據，可以發現既有房屋的安全隱患和存在的問題，為房屋的改造和加固提供依據。

1.5 不受地域限制

在傳統的既有房屋檢測過程中，由于受到技術和工具的影響和限制，檢測人員經常需要在現場進行反復的測量和計算，不僅檢測效率低下，檢測質量更是無法得到保證。為數字化方法在房屋檢測中的應用，有效的規避了這一弊端。特別是對于建筑面積大、內部結構復雜、重復計算以及形狀不規則的既有房屋（優秀歷史建筑、文物建筑等），傳統的檢測方法很難順利完成。在這些房屋的內部，由于其結構十分復雜，布局不夠合理，加之不規則的平面和里面給檢測人員帶來了前所未有的挑戰。數字化方法在既有房屋檢測中的應用使得這些問題迎刃而解。借助數字化方法，檢測人員可以不受地域限制，在任何的時間和地點對既有房屋的柱、梁、枋、椽、檁、抖拱等的部位進行檢測，可以在最短的時間內完成大量的檢測工作，不僅降低了自身的工作量，也獲得了更加精準也可靠的檢測數據。

2 應用現狀

數字化方法最早出現于20 世紀80 年代末期，在我國起步低、應用速度慢。自1990 年以后，隨著我國計算機技術的蓬勃發展，數字化方法在具有房屋中的檢測逐漸嶄露頭角。特別是在2000 年后，我國成功研制出北斗一號衛星定位系統，為房屋檢測及測量工作注入了新鮮的“血液”，至此以后數字化檢測技術在既有房屋檢測中得到了快速的推廣和應用[1]。

目前應用較廣泛的具體數字化方法有三維激光掃描方法、無人機攝影測量、測量機器人自動測量方法等，再這樣的背景之下傳統的檢測方法逐漸被數字化方法所取代。數字化系統總體架構如圖1 所示。

圖1 既有房屋損傷檢測數字化系統總體架構

現如今，在經濟社會不斷發展的利好背景下，各種類型的建筑如文物建筑、保護建筑、高層建筑、老舊住房等均需要正常維護及修繕，并且這些既有建筑均需要通過更加精密且的檢測方法對其結構、存在的安全隱患進行檢測，以此滿足廣大人民的需求。因此，對于房屋檢測機構來說，只有不斷加強技術創新，拓寬技術范圍，才能更進一步地的促進檢測技術的健康與可持續發展。因此，傳統的檢測方法必須要想著數字化檢測的方向發展，采用數字化方法對既有房屋進行檢測，才能真正的在既有房屋檢測中發揮應有的作用和價值。

3 具體應用

3.1 數字化方法在既有房屋測繪中的應用

檢測是房屋在投入使用前的重要組成部分，準確的檢測結果是確保房屋安全與穩定的前提和關鍵所在，通過數字化方法能夠極大提升既有房屋檢測的準確性。例如，三維掃描對文物進行檢測可以檢測到文物的微小變化，幫助文物保護工作者及時采取措施來保護文物圖2 為文物測繪。又如，全球定位系統（GPS）、地理信息系統以及遙感技術等，這些數字化的方法均可以幫助檢測人員更加快速且準確的獲得既有房屋所在的位置、占地面積、形狀尺寸、內部結構、建筑材料等基本信息，進而為房屋的改造、加固或者維護提供重要的數據支撐。與此同時，數字化方法在既有房屋檢測中的應用還能夠幫助檢測人員實現對既有房屋的自動化處理和智能化的分析，檢測人員通過利用計算機中的軟件技術，對既有房屋的檢測數據進行自動化的處理和分析，使其能夠以最快的速度生成房屋的平面圖、立面圖、結構圖、剖面圖等，在此基礎上對房屋的結構進行判斷和評估。數字化方法的應用不僅能夠有效提升既有房屋檢測工作的效率，還能夠為既有房屋的后續管理、城市的規劃提供更加科學、合理的理論依據[2]。

圖2 文物測繪

3.2 數字化方法在既有房屋變形監測中的應用

城市更新、建筑改造、高層建筑建造等過程中，均需要采用有效的方法對建筑的變形進行控制，采用數字化方法對既有建筑的變形監測顯得越來越重要。檢測人員通過使用精度較高的檢測設備，如全站儀自動監測系統（圖3），可以隨時檢測既有房屋在各種不利因素下的變形情況（地基沉降、墻體扭曲以及整體傾斜位移等），再將這些數據通過數字化的方法進行采集、處理和分析，進而及時發現房屋是否存在異常變形的問題，預防和杜絕房屋安全隱患的發生，進而為廣大人民群眾提供安全和舒適的居住環境。

圖3 全站儀自動監測系統

3.3 數字化方法在既有房屋損傷檢測中的應用

一般情況下，對既有房屋檢測可以通過視覺檢測的方式進行，視覺檢測不僅能夠查明建筑物體表面的缺陷情況，其檢測結果也可以作為對既有房屋內部結構檢測的重要判斷依據。需要特別注意的是，視覺檢測需要憑借檢測人員的工作經驗來做出正確的判斷，由于受現場條件遮擋、檢測量大、登高等條件現狀，人工檢測方法收到一定限值影響。采用數字化方法可以解決以上問題。例如，采用無人機攝影測量技術，規劃好現場飛行線路，可以既有房屋的損壞進行快速的定位，并進行定量的檢測，通過全方位、近距離的測量檢測裂縫長度與走向、外墻風化脫落位置及面積等，確定房屋的安全隱患，為后續工作提供有力的技術依據。

另外，數字化方法在既有房屋檢測中的應用，檢測人員還可以通過設置預警閾值，當既有房屋的變形情況超過設置的預警閾值時，系統就會自動的發出警報信息，便于相關人員及時對其進行處理，經過長時間的數據檢測、積累和分析，檢測人員還可以深入的研究房屋的變形情況和發展趨勢，進而采取行之有效的措施對既有房屋進行加固和維護[3]。

總體上來看，數字化方法在既有房屋檢測及測量測繪中的應用所發揮的作用是不容忽視的，它能夠切實提升檢測的準確性和可靠性，及時發現房屋中可能存在的安全隱患，保證人們的生命及財產安全。當前，隨著數字化方法的不斷發展，其在既有房屋檢測及監測中的應用將會愈加廣泛。采用無人機對高聳煙囪裂縫進行檢測如圖4 所示。

圖4 采用無人機對高聳煙囪裂縫進行檢測

4 應用前景

伴隨著經濟與社會的不斷發展，人們的物質生活水平將會得到更近一步的提高，數字化方法在既有房屋檢測中的應用也將會受到社會各界的廣泛關注和高度重視。有大量的檢測實踐證明：數字化方法在既有房屋檢測中的應用，能夠降低檢測成本、提高檢測效率、保證檢測質量、保障房屋安全，基于數字化方法的種種好處和優勢，數字化方法在房屋檢測中的應用所發揮的作用是獨一無二的，必將會成為房屋檢測中的一種重要手段，其在建筑行業中所占的比重也將會越來越大，重要性也會越來越突出。截至目前，我國已有60 多個城市地區的既有房屋檢測中采用了數字化方法，盡管其在應用過程中，依然存在著一些技術方面的不足，例如，系統數據的格式和標準無法統計，或者無法滿足GIS 的需求，不能進行數據交換等。但是，隨著我國科學技術的日新月異，數字化方法在既有房屋檢測中的應用空間和潛力巨大，相信數字化方法一定能為既有房屋的檢測做出更大的貢獻[4]。

5 結語

綜上所述，數字化方法在既有房屋檢測中的應用為既有房屋的安全、穩定、適用性以及耐久性等方面提供了強而有力的支撐。檢測人員通過應用先進的數字化方法，能夠及時、快速獲得既有房屋的結構、材料、尺寸和使用情況等信息，實現對既有房屋檢測的自動化和智能化。這一方法的應用不僅提高了既有房屋檢測的質量和效率，還有效減少了傳統檢測模式下人為的失誤和誤差，也為相關人員對房屋的維修和加固提供了更加科學的依據。