基于遥感影像的蚌埠市房屋抗震设防能力初判

张洁 李亚龙 檀斌 马犇 何琳

（安徽省地震局，安徽合肥 230031）

0.背景

蚌埠是安徽省重要的综合性工业基地，市辖4个区、3个县，总面积5951km2，蚌埠市靠近郯庐断裂带，建筑质量、经济发展、人口密集程度在安徽地区也属于重点关注区域。当前我国地震灾害风险底数不清，特别是面对全省房屋，按照传统的调查模式，专业性要求高，人员和资金投入大、耗时长，难以满足新时代地震灾害风险防治。按照相关工作部署，采用基于遥感影像和经验估计的房屋抗震能力初判新方法，为快速摸清全国房屋分布与数量、宏观把握房屋整体抗震能力提供了一种新的解决方案。

1.研究流程

（1）以天地图的影像数据作为参考底图配合Google-Earth、高德、BING、高分1号、高分2号等相关数据结合安徽省地震局基础数据库，按照规定的技术流程，完成工作区内房屋分布片区的人工标绘，并估算每个片区内的房屋数量；

（2）基于遥感影像数据中房屋的影像特征，按照国家局规定的判别规则，分估计抗震能力达标、疑似抗震能力不足、疑似抗震能力严重不足3个等级，初步判别每个片区房屋的抗震能力；

（3）初判成果按照统一的经纬度WGS84地理坐标系，形成“房屋抗震能力分区”面状矢量数据图层，对矢量数据图层进行分析然后选择调研点进行现场调查，通过调研对原始数据进行修正、质量检测，质量检测合格后汇交至中国地震灾害防御中心。

2.遥感影像解译结果分析

根据遥感影像解译结果显示，蚌埠市总房屋栋数670118栋，估计抗震能力达标（栋数）46609栋，占比6.9%；疑似抗震能力不足（栋数）136050栋，占比20.3%；疑似抗震能力严重不足（栋数）487459栋，占比72.8%。蚌埠市遥感统计情况图如图1所示，可以看到蚌埠市蚌山区、龙子湖区、淮上区、禹会区房屋质量较好、固镇县、怀远县、五河县房屋质量较差，其中怀远县估计抗震能力达标的建筑数比例最小。

图1 蚌埠市遥感统计情况图

估计抗震能力达标房屋城镇和农村总占比最小，在遥感影像上主要分布特征为城镇区域呈现群集的小区化住宅和零散的孤立型住宅楼[1]、金属材质的框架厂房和商业建筑。农村区域分布在个别距离乡镇教近的农村地区。遥感影像目视判定依据包括建筑物阴影、框架厂房房顶颜色（表层多为反光涂料如白色轻质隔墙板的建筑或金属材质框架工、商业建筑表面，在影像上呈现高亮白色或蓝色，光谱特征明显区别于其它建筑）[2]、高层框架结构房屋（其光谱特征与道路的相似多为高层钢筋混凝土建筑，房顶为混凝土结构，多层或高层，同时伴生与屋顶成一定角度的阴影，屋顶不一定为规则图形）。

估计设防疑似抗震能力不足的遥感影像解译结果占比较小，受到遥感影像目视解译限制，判定依据主要包括是否位于城乡结合部、屋顶颜色、形状、纹理及房屋阴影。估计设防疑似抗震能力不足区位主要判断分布在遥感影像上主要呈现沿城乡道路的点状分布或位于乡镇与农村区域过度的区域小片分布特征、屋顶颜色多为灰白、形状多为不规则矩形、屋顶纹理较为平滑、房屋阴影很小或没有阴影。综合分析，疑似抗震能力不足的房屋多分布在城乡结合部的2～3层砖混房屋。

疑似抗震能力严重不足房屋城镇和农村总占比最大。遥感目视解译特征主要表现为城镇和农村的多为平顶（低于3层），此类房屋多为砖混结构，框架结构极少[3]，影像上呈现灰白色相元混合的片状区域，多不均匀的分布在农村耕地中或城乡结合部。

3.现场调研分析

工作组根据遥感影像解译结果，先后深入到怀远县褚集村、怀远县洄东村、怀远县河溜镇褚庙村、龙子湖区解放街道建新社区、龙子湖区解放街道建华社区、龙子湖区曹山街道幸福村社区等地进行实地调研。

通过走访问询当地住户村民、利用仪器检测房屋墙体构造等，按照设防达标分类进行了现场评估，并填写了调研评估报告。根据现场调查情况得出以下结论：

（1）蚌埠市农村建筑较差，存在老旧的土木结构房屋、砖木结构房屋；墙体多为18墙，墙体粘结物一般为石灰砂浆或者黄土泥浆，地基较浅，一般为80cm～100cm左右的碎石地基，建筑质量相对较差，建筑的整体抗震能力不强。

（2）蚌埠市城镇区域建筑物质量相对一般，该区域的建筑物特征明显，尤其是对于集镇区域或者老旧城区而言，虽然建筑物多以砖混结构为主，但建筑时间多为20世纪70-90年代，建筑质量较差，尤其是以未设防的砖混结构为主，建筑物无圈梁或构造柱的比例相对较大，存在一定比例的预制板屋顶，屋顶类型多以现浇屋顶为主，但屋顶厚度相对较薄，一般在10cm左右，质量相对较差。

（3）建筑物的建筑形式、质量受到经济发展的影响程度较大，对于自建的砖混结构，存在大量的无圈梁无构造柱建筑，一般而言，一层屋顶主要是以预制板屋顶为主，随着经济水平提高，后期加盖的二层及以上的建筑结构的屋顶类型主要以现浇屋顶为主。

（4）存在政府统一建设、统一设计、统一规划地集中居住区。此类住房为设防砖混，有少部分村庄为框架结构。有圈梁和构造柱等抗震措施。

（5）估计抗震能力达标建筑为多层或高层的框架结构居民住宅、金属材质工业厂房和商业建筑，新农村建设住宅，疑似抗震能力不足建筑多为20世纪90年代后期私人建设的宅基地和门面房；建设在国道、省道、县道等附近的农村自建房等，疑似抗震能力严重不足多为城镇城中村、城乡结合部单层房屋，乡村路边的民房及耕地中分布的不规则片状特征的1～2层低层自建房屋。遥感解译结果与实际调研点复核结果较为吻合。

通过实地调研，对遥感解译结果进行修正，最终得出安徽省蚌埠市房屋抗震能力初步评估图结果如图2所示。

图2 基于遥感影像和经验估计的安徽省蚌埠市房屋抗震能力初步评估图

4.结论

存在的问题与不足：一是疑似抗震能力不足和严重不足在遥感影像上区分不完全明确，只能通过经验判断，导致结果存在误差；二是城镇区域房屋结构简单、图斑清晰，农村地区房屋结构复杂、图斑清晰度低，成果应用和参考价值应区分对待；三是现场抽样调研结果只能对抽样数据进行修正，不能全面的进行结果的验证。本研摸清了蚌埠市房屋建筑的抗震设防水平和风险底数，基本达成“快速摸清全省房屋分布与数量、宏观把握房屋整体抗震能力”的预期目标。