基于遙感影像的蚌埠市房屋抗震設防能力初判

張潔 李亞龍 檀斌 馬犇 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綜合性工業基地，市轄4個區、3個縣，總面積5951km2，蚌埠市靠近郯廬斷裂帶，建筑質量、經濟發展、人口密集程度在安徽地區也屬于重點關注區域。當前我國地震災害風險底數不清，特別是面對全省房屋，按照傳統的調查模式，專業性要求高，人員和資金投入大、耗時長，難以滿足新時代地震災害風險防治。按照相關工作部署，采用基于遙感影像和經驗估計的房屋抗震能力初判新方法，為快速摸清全國房屋分布與數量、宏觀把握房屋整體抗震能力提供了一種新的解決方案。

1.研究流程

（1）以天地圖的影像數據作為參考底圖配合Google-Earth、高德、BING、高分1號、高分2號等相關數據結合安徽省地震局基礎數據庫，按照規定的技術流程，完成工作區內房屋分布片區的人工標繪，并估算每個片區內的房屋數量；

（2）基于遙感影像數據中房屋的影像特征，按照國家局規定的判別規則，分估計抗震能力達標、疑似抗震能力不足、疑似抗震能力嚴重不足3個等級，初步判別每個片區房屋的抗震能力；

（3）初判成果按照統一的經緯度WGS84地理坐標系，形成“房屋抗震能力分區”面狀矢量數據圖層，對矢量數據圖層進行分析然后選擇調研點進行現場調查，通過調研對原始數據進行修正、質量檢測，質量檢測合格后匯交至中國地震災害防御中心。

2.遙感影像解譯結果分析

根據遙感影像解譯結果顯示，蚌埠市總房屋棟數670118棟，估計抗震能力達標（棟數）46609棟，占比6.9%；疑似抗震能力不足（棟數）136050棟，占比20.3%；疑似抗震能力嚴重不足（棟數）487459棟，占比72.8%。蚌埠市遙感統計情況圖如圖1所示，可以看到蚌埠市蚌山區、龍子湖區、淮上區、禹會區房屋質量較好、固鎮縣、懷遠縣、五河縣房屋質量較差，其中懷遠縣估計抗震能力達標的建筑數比例最小。

圖1 蚌埠市遙感統計情況圖

估計抗震能力達標房屋城鎮和農村總占比最小，在遙感影像上主要分布特征為城鎮區域呈現群集的小區化住宅和零散的孤立型住宅樓[1]、金屬材質的框架廠房和商業建筑。農村區域分布在個別距離鄉鎮教近的農村地區。遙感影像目視判定依據包括建筑物陰影、框架廠房房頂顏色（表層多為反光涂料如白色輕質隔墻板的建筑或金屬材質框架工、商業建筑表面，在影像上呈現高亮白色或藍色，光譜特征明顯區別于其它建筑）[2]、高層框架結構房屋（其光譜特征與道路的相似多為高層鋼筋混凝土建筑，房頂為混凝土結構，多層或高層，同時伴生與屋頂成一定角度的陰影，屋頂不一定為規則圖形）。

估計設防疑似抗震能力不足的遙感影像解譯結果占比較小，受到遙感影像目視解譯限制，判定依據主要包括是否位于城鄉結合部、屋頂顏色、形狀、紋理及房屋陰影。估計設防疑似抗震能力不足區位主要判斷分布在遙感影像上主要呈現沿城鄉道路的點狀分布或位于鄉鎮與農村區域過度的區域小片分布特征、屋頂顏色多為灰白、形狀多為不規則矩形、屋頂紋理較為平滑、房屋陰影很小或沒有陰影。綜合分析，疑似抗震能力不足的房屋多分布在城鄉結合部的2～3層磚混房屋。

疑似抗震能力嚴重不足房屋城鎮和農村總占比最大。遙感目視解譯特征主要表現為城鎮和農村的多為平頂（低于3層），此類房屋多為磚混結構，框架結構極少[3]，影像上呈現灰白色相元混合的片狀區域，多不均勻的分布在農村耕地中或城鄉結合部。

3.現場調研分析

工作組根據遙感影像解譯結果，先后深入到懷遠縣褚集村、懷遠縣洄東村、懷遠縣河溜鎮褚廟村、龍子湖區解放街道建新社區、龍子湖區解放街道建華社區、龍子湖區曹山街道幸福村社區等地進行實地調研。

通過走訪問詢當地住戶村民、利用儀器檢測房屋墻體構造等，按照設防達標分類進行了現場評估，并填寫了調研評估報告。根據現場調查情況得出以下結論：

（1）蚌埠市農村建筑較差，存在老舊的土木結構房屋、磚木結構房屋；墻體多為18墻，墻體粘結物一般為石灰砂漿或者黃土泥漿，地基較淺，一般為80cm～100cm左右的碎石地基，建筑質量相對較差，建筑的整體抗震能力不強。

（2）蚌埠市城鎮區域建筑物質量相對一般，該區域的建筑物特征明顯，尤其是對于集鎮區域或者老舊城區而言，雖然建筑物多以磚混結構為主，但建筑時間多為20世紀70-90年代，建筑質量較差，尤其是以未設防的磚混結構為主，建筑物無圈梁或構造柱的比例相對較大，存在一定比例的預制板屋頂，屋頂類型多以現澆屋頂為主，但屋頂厚度相對較薄，一般在10cm左右，質量相對較差。

（3）建筑物的建筑形式、質量受到經濟發展的影響程度較大，對于自建的磚混結構，存在大量的無圈梁無構造柱建筑，一般而言，一層屋頂主要是以預制板屋頂為主，隨著經濟水平提高，后期加蓋的二層及以上的建筑結構的屋頂類型主要以現澆屋頂為主。

（4）存在政府統一建設、統一設計、統一規劃地集中居住區。此類住房為設防磚混，有少部分村莊為框架結構。有圈梁和構造柱等抗震措施。

（5）估計抗震能力達標建筑為多層或高層的框架結構居民住宅、金屬材質工業廠房和商業建筑，新農村建設住宅，疑似抗震能力不足建筑多為20世紀90年代后期私人建設的宅基地和門面房；建設在國道、省道、縣道等附近的農村自建房等，疑似抗震能力嚴重不足多為城鎮城中村、城鄉結合部單層房屋，鄉村路邊的民房及耕地中分布的不規則片狀特征的1～2層低層自建房屋。遙感解譯結果與實際調研點復核結果較為吻合。

通過實地調研，對遙感解譯結果進行修正，最終得出安徽省蚌埠市房屋抗震能力初步評估圖結果如圖2所示。

圖2 基于遙感影像和經驗估計的安徽省蚌埠市房屋抗震能力初步評估圖

4.結論

存在的問題與不足：一是疑似抗震能力不足和嚴重不足在遙感影像上區分不完全明確，只能通過經驗判斷，導致結果存在誤差；二是城鎮區域房屋結構簡單、圖斑清晰，農村地區房屋結構復雜、圖斑清晰度低，成果應用和參考價值應區分對待；三是現場抽樣調研結果只能對抽樣數據進行修正，不能全面的進行結果的驗證。本研摸清了蚌埠市房屋建筑的抗震設防水平和風險底數，基本達成“快速摸清全省房屋分布與數量、宏觀把握房屋整體抗震能力”的預期目標。