地震应急工作期间,地震部门开展了地震现场房屋快速鉴定工作,在其所取得的成果的基础上,本文引入目前地震现场房屋快速鉴定工作的辅助手段----红外热像无损检测技术,借用图像处理手段、数学统计方法等,探讨了震后房屋破坏红外图像的表现效果,分析了红外图像与各影响因素的关系。以汶川地震现场建筑物的典型震害为代表,重点分析了框架结构、砖混结构、简单结构房屋的红外图像表现,主要判定依据有:1)地震现场建筑物安全鉴定国家标准(《地震现场工作第二部分:建筑物安全鉴定》,GB18208-2001);2)《中华人民共和国国家标准GB18208.3--2000地震现场工作第三部分:调查规范》;3)20080702现场灾评标准。本文以我国目前建筑物震害评估体系为基础,参考地震现场工作特点及内容,重点突出各结构类型典型震害以及红外图像与可见光图像不同表现特点。在图像数据后期处理分析后,对各标准分类数据做相关分析,以研究红外图像与各相关因素间的相关性。本项研究中,每一张红外图像都附有相应的表格,记录该图像的时间、地点、天气状况、拍摄方位、拍摄距离,及该建筑的结构类型、建筑材料、破坏等级等相关信息。统计相关分析结果显示:⑴本项研究主要是针对破坏等级中存在有争议的划分,在地震现场实际工作中,对中等破坏的分歧最大,故重点收集中等破坏的图像。事实上,基本完好、毁坏等级判定,各工作组结论基本一致,而涉及到墙体倒塌、柱端混凝土被压碎至剥落,柱主筋压屈成灯笼状突出等诸如此类的严重破坏、毁坏,人眼感观已经可以快速准确地判断破坏的实际程度,不需采用红外热像无损检测技术进行辅助判定。与此类似,经现场实地考察发现,当地小部分木架构房屋,围护为轻质木板墙、板条围墙和竹编抹灰墙等,此类房屋的破坏,重则倒塌,轻则围护墙掉落,人眼感观判断快速准确,同样不再引用红外热成像技术作为辅助手段。本次重点处理的7803张红外图像,包括基本完好图像54张,轻微破坏图像1934张,中等破坏图像3436张,严重破坏图像2192张,毁坏191张。破坏程度统计相关分析结果显示,基本完好、轻微破坏、中等破坏,三个破坏等级,随着破坏程度的递进,图像的表现效果增强;而中等破坏、严重破坏、毁坏,三个破坏等级,随着破坏程度的递进,图像的表现效果无显著变化。⑵由于不同结构类型建筑的主要受力构件不同,地震现场建筑物安全鉴定国家标准(《地震现场工作第二部分:建筑物安全鉴定》中明确规定:在地震现场做房屋鉴定工作时,对于不同的结构类型,检测工作的侧重点不同。对结构类型数据统计结果显示,底框架结构图像的表现效果优于砖混结构优于框架结构优于简单结构。⑶即随着时间的推移,图像的表现效果增强,下午时段优于中午时段优于上午时段,在实际工作中,应充分发挥下午时段的优势性。⑷晴天拍摄图像的表现效果最佳,雨天次之,阴天最差。同时,要考虑红外热像无损检测技术检测漏水破坏的优势,充分利用雨天对建筑物破坏的影响。⑸阳光照射情况与红外图像的表现效果关系为,直面照射条件优于倾斜照射优于不能照射。因此在实地拍摄过程中,我们应综合考虑时段、天气状况、阳光方向、拍摄位置等多方面因素;⑹红外图像的表现效果与拍摄距离具有相关性。由于不同的距离,拍摄图像范围不同,表现力亦有差别。统计结果显示,一般情况下随着距离的增加,图像的可用性增大,但对于纵深而短小的破坏,需近距离拍摄。⑺红外图像的表现效果与拍摄角度同样具有相关性。倾斜拍摄时应选择逆方向拍摄,逆光及逆着破坏错开较高的一侧,可以使热量堆积现象显著,突出表现破坏的某些特征,但倾斜拍摄时容易因角度偏大而造成图像位置偏差。⑻由于技术及仪器精度限制,对于较细的裂缝,即使破坏较深,红外图像上表现仍不显著;而有一定宽度的贯穿裂缝,则会通过裂缝进行墙体内外的热量交换,尤其是外墙体,红外图像表现裂缝明显。⑼装饰层材质分类统计相关分析结果显示,图像表现效果与材质性质、颜色、表面粗糙状况等因素有关。其中物体表面的颜色影响物体吸收热量的能力较直接,因此表面颜色对红外图像表现效果的影响不容忽视。当相同材质的墙体出现多种颜色时,可能对图像的判读产生干扰,而装饰材质多样、背景颜色太过复杂时,同样不适合红外热成像技术检测。