InSAR助力房屋安全管理|天地一体化建筑形变体检与监管综合解决方案
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InSAR助力房屋安全管理|天地一体化建筑形变体检与监管综合解决方案
目前，住房市场已从以往的供应不足转变为当前的结构性供应不足，迎来了优化结构和提升质量的新阶段 ，大量房屋进入“老龄化”阶段，老房子设计建造标准低、带“病”工作、维修养护资金短缺以及管理体系不完善等诸多问题日益凸显，住房安全事故频发。为提高城市安全韧性、保障住房安全，我国正推进建立城镇房屋定期体检、房屋养老金、房屋安全保险“三项制度”，从而构建全生命周期的房屋安全管理长效机制。2023年起，22个一、二线城市已开展“三项制度”试点工作，其中广州、北京、上海等城市获准试点房屋保险制度，青岛、杭州、宁波等地试点房屋定期体检制度，天津、上海等地试点房屋养老金制度，旨在形成一批可复制、可推广、可借鉴的管理经验，提升房屋安全管理的效率与效果。
房屋体检是推动房屋全生命周期安全管理的核心前提，旨在及时识别潜在风险隐患并采取应对措施，保障人民生命财产安全。传统的房屋体检方法依赖于人工巡检、定期检测及有效数据采集手段等，难以对多样的房屋结构及安全隐患进行大规模快速筛查。随着大数据、雷达遥感、人工智能等现代信息技术的发展，合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术因具备全天时、大范围、高精度、可回溯、动态连续的特点，可高效、便捷、动态、大范围地筛查建筑物安全风险隐患，尤其是在监测房屋结构微小变形、地基沉降等隐蔽性较强的安全隐患时具有显著优势，可作为房屋体检手段的补充，有效弥补传统体检方法的不足，对识别房屋建筑安全隐患、提升安全管理能力具有重要意义。
基于InSAR+北斗等高精度定位技术打造的天地一体化建筑形变体检与监管综合体系，可捕捉广域“面”的风险普查到房屋建筑单体“点”的形变信息，实现从宏观角度对大区域城市建筑群进行形变监测和风险普查，从微观视角获取单体建筑物的风险状况，并针对风险建筑实施精细化监测。
·城市大区域建筑风险筛查与分级
基于雷达遥感卫星拍摄的高分辨率时间序列 SAR 影像数据,利用InSAR 技术获取精度达 mm 级的大区域形变监测结果，根据沉降量、倾斜量等多项指标对城市建筑进行大范围风险筛查与分级。从宏观尺度上对比分析城市不同区域建筑风险程度、中观尺度上筛查出存在风险的网格区域、微观尺度上对每栋建筑物进行风险分析产出单栋建筑的风险评估报告。
·重点建筑自动化实时监测和风险预警
针对目标风险建筑，通过角反射器（CR-InSAR技术）测量目标关键点位的形变信息，利用北斗+技术获取地面水平、垂直位移、裂缝等信息，从而快速识别目标建筑及地表的安全隐患，必要时开展实时预报预警。
·建筑风险快速识别与监测系统
基于天地一体化建筑形变体检与监管综合体系获取的天基遥感数据、地基物联网监测数据，结合人工智能、云计算、CIM等技术研发出的建筑风险快速识别与监测系统，能够依据不同层级客户的需求，提供不同应用功能的服务，涵盖了风险筛查、监测、评级、预警等功能。
哈尔滨市作为我国东北地区的中心城市，近年来在城市化进程快速推进的背景下，房屋建筑数量和规模不断增加，受其独特的地理、气候条件带来的影响，部分地区存在地面沉降现象，建筑潜在形变风险逐年增加，给房屋管理工作带来了一定难度。
利用InSAR技术对全市1600平方公里内的建筑物进行形变监测，根据当地实际情况制定房屋建筑形变分级标准、构建基于AI人工智能和大数据的建筑多维度特征与房屋安全的关联性模型，5天内对29万栋建筑完成了形变风险排查工作。
·建筑风险普查：将InSAR技术与房屋建筑风险普查数据相结合，提取主城区1600平方公里范围内的地表形变测量点，获取区域内房屋建筑的沉降速率、沉降量、倾斜等定量指标。
·建筑形变风险分级：将地表形变测量点与房屋建筑属性数据相结合，根据地区的地理、气候、建筑特点等因素制定不同的风险等级指标，利用指标权重等方法对既有建筑进行风险筛查与形变风险分级。
·外业查证：针对高风险等级建筑，通过外业踏勘的方式验证InSAR形变测量点的准确性、查明风险隐患，整合实地踏勘数据建立完善的CIM沉降数据库。
项目成效/Project Effectiveness
结合InSAR技术与房屋建筑风险普查数据研发出一套建筑时空异常形变分析算法，根据当地实际情况的制定房屋建筑形变风险分级标准，构建了一个基于AI人工智能和大数据的建筑多维度特征与房屋安全的关联性模型，实现了对房屋安全状态的全面评估。在实现对存量危房持续形变监测的同时，根据建筑形变发育趋势对危房风险等级进行动态评估，为危房解危工作提供了坚实的数据支撑。
既有房屋建筑呈现出数量多、规模大、老龄化等特点，房屋管理面临着成本高、效率低、监管难等问题。天地一体化建筑形变体检与监管综合解决方案能够实现为大范围房屋建筑提供早期识别、分析评估、动态监测、趋势预测等全过程形变体检与监管服务，为落实城镇房屋安全管理三项制度提供了空间感知的解决方案，结合传统手段，共同推动房屋全生命周期的安全管理。
