数字化方法在既有房屋检测中的应用

李尚龙

（上海市岩土工程检测中心有限公司，上海 200436）

0 引言

数字化是21 世纪互联网技术、信息化技术和自动化技术在飞速发展过程中逐渐形成和发展起来的一种产物，其具有直观性强、方便快捷、可操作性强、精准性高以及不受地域限制等的特点，其内涵式将连续变化的模拟转化成具体的数据，再对数据进行计数、编码、图像处理、显示及打印等，进而为房屋检测人员提供所需要的信息数据。

1 应用优势

1.1 直观性强

数字化方法在既有房屋检测中的应用，具有直观性强的特点，运用数字化方法对既有房屋进行检测，可以通过计算机对被检测的房屋进行真实的模拟，将既有房屋中的各项情况直观地反映在检测人员面前，有效改变了传统检测方法下采用线条和符号记录的弊端与缺陷，切实提高了既有房屋检测的质量和效率。

1.2 方便快捷

利用数字化方法对既有房屋进行测绘和变形监测，具有方便快捷的特点，检测人员可以及时根据检测的结果对既有房屋进行维护和更新，减少和降低各类安全隐患的发生，为居住人员提供安全的居住环境。

1.3 可操作性强

在对既有房屋进行检测的过程中，检测人员根据计算机可操作性的特点，根据检测需求对数据信息进行二次加工，得出既有房屋在不同使用状态中的变形情况。检测人员还可以对检测过程中获得的数字及图像进行拼接或缩放，满足对既有房屋多个方面的检测需求。随着数字化方法的不断发展，新的检测工具和计算机软件将会不断涌现，为既有房屋的检测提供多种选择和可能。这样一来，检测人员便能够根据既有房屋的使用年限、实际情况选择更加合理的检测方法，进而实现对既有房屋的全方位检测，这也是数字化方法在既有房屋中的检测具有可操作性强的特点的一个重要因素。

1.4 精准性高

数字化检测方法在房屋检测中的应用，精准性高是尤为显著的一个特点，通过数字化方法检测人员可以完成对既有房屋各个部位的检测，且为其提供精准性高的检测数据。这些精准性高的数据，对于房屋的评估是非常之重要的。更为重要的是，数字化方法还可以对既有房屋检测的各项数据进行对比，帮助检测人员确定科学合理的检测方案，通过比对不同检测位置的数据，可以发现既有房屋的安全隐患和存在的问题，为房屋的改造和加固提供依据。

1.5 不受地域限制

在传统的既有房屋检测过程中，由于受到技术和工具的影响和限制，检测人员经常需要在现场进行反复的测量和计算，不仅检测效率低下，检测质量更是无法得到保证。为数字化方法在房屋检测中的应用，有效的规避了这一弊端。特别是对于建筑面积大、内部结构复杂、重复计算以及形状不规则的既有房屋（优秀历史建筑、文物建筑等），传统的检测方法很难顺利完成。在这些房屋的内部，由于其结构十分复杂，布局不够合理，加之不规则的平面和里面给检测人员带来了前所未有的挑战。数字化方法在既有房屋检测中的应用使得这些问题迎刃而解。借助数字化方法，检测人员可以不受地域限制，在任何的时间和地点对既有房屋的柱、梁、枋、椽、檩、抖拱等的部位进行检测，可以在最短的时间内完成大量的检测工作，不仅降低了自身的工作量，也获得了更加精准也可靠的检测数据。

2 应用现状

数字化方法最早出现于20 世纪80 年代末期，在我国起步低、应用速度慢。自1990 年以后，随着我国计算机技术的蓬勃发展，数字化方法在具有房屋中的检测逐渐崭露头角。特别是在2000 年后，我国成功研制出北斗一号卫星定位系统，为房屋检测及测量工作注入了新鲜的“血液”，至此以后数字化检测技术在既有房屋检测中得到了快速的推广和应用[1]。

目前应用较广泛的具体数字化方法有三维激光扫描方法、无人机摄影测量、测量机器人自动测量方法等，再这样的背景之下传统的检测方法逐渐被数字化方法所取代。数字化系统总体架构如图1 所示。

图1 既有房屋损伤检测数字化系统总体架构

现如今，在经济社会不断发展的利好背景下，各种类型的建筑如文物建筑、保护建筑、高层建筑、老旧住房等均需要正常维护及修缮，并且这些既有建筑均需要通过更加精密且的检测方法对其结构、存在的安全隐患进行检测，以此满足广大人民的需求。因此，对于房屋检测机构来说，只有不断加强技术创新，拓宽技术范围，才能更进一步地的促进检测技术的健康与可持续发展。因此，传统的检测方法必须要想着数字化检测的方向发展，采用数字化方法对既有房屋进行检测，才能真正的在既有房屋检测中发挥应有的作用和价值。

3 具体应用

3.1 数字化方法在既有房屋测绘中的应用

检测是房屋在投入使用前的重要组成部分，准确的检测结果是确保房屋安全与稳定的前提和关键所在，通过数字化方法能够极大提升既有房屋检测的准确性。例如，三维扫描对文物进行检测可以检测到文物的微小变化，帮助文物保护工作者及时采取措施来保护文物图2 为文物测绘。又如，全球定位系统（GPS）、地理信息系统以及遥感技术等，这些数字化的方法均可以帮助检测人员更加快速且准确的获得既有房屋所在的位置、占地面积、形状尺寸、内部结构、建筑材料等基本信息，进而为房屋的改造、加固或者维护提供重要的数据支撑。与此同时，数字化方法在既有房屋检测中的应用还能够帮助检测人员实现对既有房屋的自动化处理和智能化的分析，检测人员通过利用计算机中的软件技术，对既有房屋的检测数据进行自动化的处理和分析，使其能够以最快的速度生成房屋的平面图、立面图、结构图、剖面图等，在此基础上对房屋的结构进行判断和评估。数字化方法的应用不仅能够有效提升既有房屋检测工作的效率，还能够为既有房屋的后续管理、城市的规划提供更加科学、合理的理论依据[2]。

图2 文物测绘

3.2 数字化方法在既有房屋变形监测中的应用

城市更新、建筑改造、高层建筑建造等过程中，均需要采用有效的方法对建筑的变形进行控制，采用数字化方法对既有建筑的变形监测显得越来越重要。检测人员通过使用精度较高的检测设备，如全站仪自动监测系统（图3），可以随时检测既有房屋在各种不利因素下的变形情况（地基沉降、墙体扭曲以及整体倾斜位移等），再将这些数据通过数字化的方法进行采集、处理和分析，进而及时发现房屋是否存在异常变形的问题，预防和杜绝房屋安全隐患的发生，进而为广大人民群众提供安全和舒适的居住环境。

图3 全站仪自动监测系统

3.3 数字化方法在既有房屋损伤检测中的应用

一般情况下，对既有房屋检测可以通过视觉检测的方式进行，视觉检测不仅能够查明建筑物体表面的缺陷情况，其检测结果也可以作为对既有房屋内部结构检测的重要判断依据。需要特别注意的是，视觉检测需要凭借检测人员的工作经验来做出正确的判断，由于受现场条件遮挡、检测量大、登高等条件现状，人工检测方法收到一定限值影响。采用数字化方法可以解决以上问题。例如，采用无人机摄影测量技术，规划好现场飞行线路，可以既有房屋的损坏进行快速的定位，并进行定量的检测，通过全方位、近距离的测量检测裂缝长度与走向、外墙风化脱落位置及面积等，确定房屋的安全隐患，为后续工作提供有力的技术依据。

另外，数字化方法在既有房屋检测中的应用，检测人员还可以通过设置预警阈值，当既有房屋的变形情况超过设置的预警阈值时，系统就会自动的发出警报信息，便于相关人员及时对其进行处理，经过长时间的数据检测、积累和分析，检测人员还可以深入的研究房屋的变形情况和发展趋势，进而采取行之有效的措施对既有房屋进行加固和维护[3]。

总体上来看，数字化方法在既有房屋检测及测量测绘中的应用所发挥的作用是不容忽视的，它能够切实提升检测的准确性和可靠性，及时发现房屋中可能存在的安全隐患，保证人们的生命及财产安全。当前，随着数字化方法的不断发展，其在既有房屋检测及监测中的应用将会愈加广泛。采用无人机对高耸烟囱裂缝进行检测如图4 所示。

图4 采用无人机对高耸烟囱裂缝进行检测

4 应用前景

伴随着经济与社会的不断发展，人们的物质生活水平将会得到更近一步的提高，数字化方法在既有房屋检测中的应用也将会受到社会各界的广泛关注和高度重视。有大量的检测实践证明：数字化方法在既有房屋检测中的应用，能够降低检测成本、提高检测效率、保证检测质量、保障房屋安全，基于数字化方法的种种好处和优势，数字化方法在房屋检测中的应用所发挥的作用是独一无二的，必将会成为房屋检测中的一种重要手段，其在建筑行业中所占的比重也将会越来越大，重要性也会越来越突出。截至目前，我国已有60 多个城市地区的既有房屋检测中采用了数字化方法，尽管其在应用过程中，依然存在着一些技术方面的不足，例如，系统数据的格式和标准无法统计，或者无法满足GIS 的需求，不能进行数据交换等。但是，随着我国科学技术的日新月异，数字化方法在既有房屋检测中的应用空间和潜力巨大，相信数字化方法一定能为既有房屋的检测做出更大的贡献[4]。

5 结语

综上所述，数字化方法在既有房屋检测中的应用为既有房屋的安全、稳定、适用性以及耐久性等方面提供了强而有力的支撑。检测人员通过应用先进的数字化方法，能够及时、快速获得既有房屋的结构、材料、尺寸和使用情况等信息，实现对既有房屋检测的自动化和智能化。这一方法的应用不仅提高了既有房屋检测的质量和效率，还有效减少了传统检测模式下人为的失误和误差，也为相关人员对房屋的维修和加固提供了更加科学的依据。