国家城市安全发展科技研究院（简称“国家城安院”）是应急管理部和深圳市人民政府依托深圳市城市公共安全技术研究院有限公司（简称“深圳城安院”）合作共建，是我国应急管理系统四个“国”字头科研平台之一。城市安全发展科技研究院（深圳）作为国家城安院的实体研究机构，承担具体科研任务。国家城安院、深圳城安院秉承“两位一体”统筹运作、“一体两翼”共同发展原则，充分发挥事业属性、企业属性、科研属性“三性合一”优势，充分整合国家与地方、政府与社会资源，融合前沿科技、汇聚高端人才，融合推动城市公共安全科研探索与创新实战，已逐步成为国内率先聚焦城市安全全链条、全方位、全场景的城市安全技术支撑机构和产业发展集团。 

近年来，国家层面对“城市安全治理”持续深化部署，《中共中央国务院关于推动城市高质量发展的意见》作为顶层指导文件，明确提出以建设韧性现代化人民城市为目标，要求构建城市安全风险谱系，健全常态化风险隐患监测预警与排查整治机制，牢牢守住城市安全底线。而外墙作为建筑外围护结构，其隐患直接关系到城市安全底线。在此框架下，住建部将外立面隐患排查纳入城市体检核心指标体系，强化对外墙安全的排查管理，为建筑外立面安全治理提供了明确指引。

在此背景下，国家城安院聚焦城市建筑幕墙与门窗安全，针对传统人工巡检外墙效率低、风险高、覆盖不全的问题，协手成都高新城安科技有限公司，研发形成基于无人机载平台的建筑外围护结构自动巡检技术与流程，实现从采集—配准—识别—量化—归档的一体化、标准化与可追溯，支持跨期复测与趋势对比，服务城市安全运行的日常化、制度化。

技术介绍

一、倾斜摄影整体建模：搭建“统一坐标的数字底座”

【图1｜项目模型图】

先规范采集并生成三维基础模型，后续三维模型、正射影像等更新成果，均统一纳入同一坐标系与基准面，便于复测、对比及长期运维评估。采用参数化控制，依据目标建筑周边空域条件、目标成像精度与相机镜头参数，计算最优飞行高度与前/旁向重叠率，据此智能规划倾斜摄影的飞行路线，保证数据质量与现场效率。最终可一次性输出三维网格、正射影像与坐标参考文件，并附带含版本、时间戳等关键参数的完整元数据。

【图2｜倾斜摄影俯视图】

二、外维护结构巡检航线生成：参数驱动的无人机飞行“巡检路径”

自研外维护结构巡检航线软件，以参数驱动自动规划无人机路径。参考立面基线控制点、检测GSD、图像重叠率及可选禁飞/遮挡区，一键生成蛇形航点，机头朝立面采集无盲区。

算法可自动调幅宽与步距保重叠率，按层设置距墙差异，可灵活避让檐口、阳台等构件，边缘区域覆盖不足时会自动补充航点；航线支持分段设置、插入缓冲航点，兼顾飞行安全与数据完整。

【图3｜无人机巡检航线示意图】

三、无人机飞行与数据采集

起飞前，进行航线仿真与确认，现场飞手核对风速阈值与自检清单内容（GNSS、IMU、指南针、存储状态等），并应用统一的影像编号策略，确保任务一致性；作业中，确认无人机沿航线进行数据采集，并关注飞机状态以应对意外情况；降落后，数据即刻入库并进行校验（张数、时间戳、是否存在异常等），同时完成数据采集任务日志与参数快照，形成可追溯的审计链，为复测复核与质量闭环提供可靠依据。

【图4｜无人机航线飞行视频】

【图5｜无人机航线飞行遥控端实时监控视频】

四、数据处理与缺陷智能识别：AI辅助把“像素”变成“结论”

基于现场采集数据，完成去畸变、去噪、色彩一致化与几何纠偏，并实现热红外—可见光精配准；随后由深度学习模型执行缺陷检测或分割，针对外围护结构常见问题，如裂缝、空鼓、渗漏、剥落、锈蚀等，输出缺陷类别，AI判断的可信度，以及其图幅坐标。系统会保留参数快照与处理日志，并提供人工校核入口形成“AI初筛—人工确认”的闭环；经确认的结果作为后续量化与定位的输入。   

【图6｜图像配准和AI识别示意图】

五、损伤定位与量化：从“看见”走向“可量化、可复检”

基于统一坐标定位已确认缺陷，自动量测长度/面积，支持跨期复测对比。同时结合量化结果和预设阈值表，系统自动生成轻、中、重等级的缺陷处置建议，可一键导出文件，交付结果可统计查证。所有缺陷矢量会同步回写到三维模型或点云中，便于维保人员直观查看。同时在三维界面中可交互定位、量测与复核，实现全流程闭环管理。

【图7｜检测结果在立面图中的可视化与定位】

全流程参数化驱动，从航线、建模到识别与量化均可配置、可迁移，按场景调整部署；同时提供开放接口，可对接运维等业务系统，融入现有流程。

我们逐步将外墙巡检从“手工型工程”升级为“参数化、可复用的技术流程”。未来，国家城安院将坚持“创新发展、服务社会”的宗旨，迭代无人机技术在典型场景中的实践，促进数字化与智能化手段在建筑全生命周期安全管理中的融合应用，打造高效、可持续的安全管理体系，为发展新质生产力与提升城市韧性贡献力量。

应用成果

截止目前，授权相关专利6项，登记软著5项。

拓展：成都高新城安科技有限公司是深圳城安院与成都高新区社事投资发展有限公司联合设立的国有企业，公司作为国家城安院在西南的重要布局，借助深圳城安院在城市公共安全方面的科研成果及实战经验，着力打造成为立足高新、扎根成都、服务西南的城市公共安全专业服务机构。

联系方式：邓先生，13826521065（微信同号）