編織GIS立體防護網(wǎng)導航智慧城市

■ 曾虹云

結(jié)合GIS強大的地理定位、存儲與空間數(shù)據(jù)分析、處理功能，整套平臺能夠編織城市立體防護網(wǎng)，切實保障城市的平安。

引言

七天的國慶長假剛剛過去，旅游的余溫尚未完全退卻。眾所周知，在我們的“五一”與國慶等小長假期間，全國各大景區(qū)人口密集、流動十分頻繁，各條軌道交通線路異常擁堵，如何確保在一個平安的狀態(tài)下放松休閑？這給我們的城市安防指揮系統(tǒng)出了一道難題。針對此問題，很多城市安防系統(tǒng)采用了基于GIS的視頻監(jiān)控指揮平臺。

在公安部實施“金盾工程”和全國大力倡導“平安城市”、“智慧城市”的今天，安全的保障成為城市發(fā)展的第一要義。目前，很多城市完成了覆蓋全市的整體視頻監(jiān)控系統(tǒng)。而伴隨著監(jiān)控探頭數(shù)量和監(jiān)控數(shù)據(jù)存儲量呈現(xiàn)巨大增長趨勢，以及人們對于地理信息系統(tǒng)需求的日益迫切，基于GIS的視頻監(jiān)控指揮平臺應運而生。結(jié)合GIS強大的地理定位、存儲與空間數(shù)據(jù)分析、處理功能，整套平臺能夠編織城市立體防護網(wǎng)，切實保障城市的平安，成為當前公安行業(yè)視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展趨勢。

GIS名片

地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System），是一種基于計算機的工具，它是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎，在計算機軟硬件支持下，運用系統(tǒng)工程和信息科學理論，科學管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，以提供管理、決策等所需信息的技術(shù)系統(tǒng)。它可以對空間信息進行分析和處理，主要包括人員、數(shù)據(jù)、硬件、軟件、過程五個部分，具有公共的地理定位、采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息等功能。

GIS 技術(shù)能夠把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作（例如查詢和統(tǒng)計分析等）集成在一起。GIS與其他信息系統(tǒng)最大的區(qū)別是對空間信息的存儲管理分析，從而使其在廣泛的公眾和個人企事業(yè)單位中解釋事件、預測結(jié)果、規(guī)劃戰(zhàn)略等中具有實用價值。綜合來說，GIS是一門綜合性學科，結(jié)合地理學與地圖學以及遙感和計算機科學，已經(jīng)廣泛的應用在不同的領域，是用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)。隨著計算機技術(shù)發(fā)展與各種新應用需求出現(xiàn)，GIS正在向海量數(shù)據(jù)管理集成、高效數(shù)據(jù)處理與渲染、虛擬現(xiàn)實（增強現(xiàn)實）、云服務、移動等方向發(fā)展。

GIS+安防系統(tǒng)

GIS技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)有近五十年了，時間的檢驗足以讓其在各行業(yè)的應用得以完善與成熟。而作為相對新興的安防行業(yè)來說，隨著國家對于安防產(chǎn)業(yè)的重視，以及市場的大量需求，安防行業(yè)的發(fā)展異常迅速。GIS獨特的地理空間分析能力、快速的空間定位搜索和復雜的查詢功能、強大的圖形處理和表達、空間模擬和空間決策支持等，可產(chǎn)生常規(guī)方法難以獲得的重要信息——這也就讓監(jiān)控系統(tǒng)與GIS系統(tǒng)的融合成為了水到渠成的一件事。

其實，監(jiān)控系統(tǒng)與GIS系統(tǒng)有著天然的聯(lián)系，GIS系統(tǒng)嵌入監(jiān)控平臺并不是現(xiàn)在的創(chuàng)新。在模擬系統(tǒng)中早就有引入位圖用于標注各個監(jiān)控點，通過地圖，監(jiān)控人員可以更直觀地了解各監(jiān)控點的位置，快速找到監(jiān)控點。視頻監(jiān)控作為安防系統(tǒng)的關鍵組成部分，為城市的安防發(fā)揮了重要作用。目前，在城市視頻監(jiān)控中，視頻監(jiān)控點的設立根據(jù)城市治安狀況按區(qū)域進行重點設置，布控點主要集中在商業(yè)金融街、社區(qū)、娛樂場所、主要路段、交通樞紐區(qū)等區(qū)域。公安民警出于職業(yè)需要，對所負責轄區(qū)的地理信息非常熟悉，在整個安防系統(tǒng)中，能夠基于GIS實現(xiàn)大多數(shù)的操作，并且在GIS的基礎上，將公安業(yè)務需要的支撐信息，通過簡單實用的操作，能夠在GIS上進行統(tǒng)一展現(xiàn)和匯總。另外，在出現(xiàn)重大事件時，通過GIS地圖，快速規(guī)劃出最佳救援線路、調(diào)度最近的警力資源。

近幾年，安防監(jiān)控項目逐步擴大，隨著數(shù)字化技術(shù)在安防領域運用的不斷深化，高清化、智能化的發(fā)展趨勢日益明朗，GIS系統(tǒng)與安防監(jiān)控的關系也越加密切。

海量存儲

剛剛過去的國慶期間，九寨溝售票廳“被攻陷”的情景記憶猶新。今年4月，中國南車打造的新一代高速動車組相繼刷新世界鐵路運營最高時速的場景尚在腦際。2010年高清元年將高清大幕拉開，“看得清”、暢享“高清視界”等各種高清詞匯依舊隨處可見……種種現(xiàn)象無一不在宣示著市場對于安防建設的要求日益提高，人們在追逐“看得清”暢享“高清視界”、追求出行速度與安全的同時，給視頻監(jiān)控前端采集帶來了海量數(shù)據(jù)存儲——數(shù)量巨大的監(jiān)控點以及海量的監(jiān)控數(shù)據(jù)為警用視頻監(jiān)控系統(tǒng)的管理和應用帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

基于GIS的監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)，具有多種存儲管理方式，其多媒體數(shù)據(jù)庫存儲管理方式能夠?qū)⒍嗝襟w數(shù)據(jù)集成到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中進行管理，能夠?qū)⒍嗝襟w數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲，管理較容易，同時數(shù)據(jù)庫把多媒體數(shù)據(jù)作為它的一個屬性來存儲，可以存儲數(shù)據(jù)量很大的多媒體信息。多媒體信息數(shù)據(jù)以二進制的方式存放到數(shù)據(jù)庫中，通過目標關鍵字與空間對象關聯(lián)。目前主流的GIS應用平臺也支持相應的解決方案，如SuperMap的SDX+引擎、ArcGIS的SDE引擎，都是基于關系型數(shù)據(jù)庫（如Oracle ,SQLServer）存儲空間數(shù)據(jù)的，可以在其建立的GIS專題屬性表中直接建立用來存放多媒體信息的字段（如Oracle中用BLOB類型的字段，SQL Server的Image類型的字段），然后將多媒體信息流化存儲到該類型字段中。

通過海量存儲，GIS能夠讓監(jiān)控點的空間地理信息得到直觀顯示,為監(jiān)控視頻的可視化查閱和管理提供了平臺,在視頻信息和指揮決策指揮之間搭建起了一座橋梁，也讓多種監(jiān)控系統(tǒng)的融合成為可能。

精準定位

剛落幕不久的《極樂空間》影片中，國防部長監(jiān)控指揮擊毀外來入侵飛船的精準讓人折服。在很多電影大片里面，我們都能夠看到司法人員通過各種導航與監(jiān)控，駕輕就熟地將犯罪分子緝拿歸案。而在現(xiàn)實中，今年3月的長春盜車盜嬰案件引起了社會各界的重大關注，嬰兒慘遭毒手的噩耗讓聽者為之動容，據(jù)悉截至到2012年5月，長春安防系統(tǒng)容量超過14000監(jiān)控點，其中高清監(jiān)控點達5000點之眾，而僅省會長春市即超過5000個監(jiān)控點。但是，此次事件中，這個被稱為“天網(wǎng)”的巨大工程在及時發(fā)現(xiàn)和堵截被盜車輛上未能發(fā)揮其應有的作用，沒有在最快的時間確定犯罪分子的跟蹤定位，這樣的平安城市建設也遭到了市民“平安城市不平安”的質(zhì)疑。

相關的安全事故也加大了公安部門對于地理信息掌控的需求，在尋求圖像高清質(zhì)量的同時也愈加注重對地理信息導航、還原的建設，基于GIS的視頻監(jiān)控指揮平臺沒有任何爭議的成為了首選：GIS技術(shù)支持監(jiān)控設備在地圖上的標注拖拽放置設備樹列表設備與GIS地圖相對位置、支持經(jīng)緯度準確定位設備于GIS地圖，能夠支持基本的電子地圖放大、縮小、漫游、測距、地圖打印、點選查詢屬性等；同時GIS的軌跡跟蹤可以支持在GIS地圖中錄像目標對象移動軌跡復現(xiàn)；在確認跟蹤對象，指定時間和區(qū)域內(nèi)的攝像頭錄像中智能查詢跟蹤對象出現(xiàn)的錄像，顯示跟蹤對象在攝像頭錄像中出現(xiàn)的時間段，并根據(jù)時間段和攝像頭位置在GIS中勾畫跟蹤對象的逃跑軌跡，最終輔助公安干警定位目標的逃逸路線，做出蹲點、排查決策。

智能調(diào)度

每個出行者選擇交通工具時，必然會考慮線路與時間，都希望走最短的線路用最少的時間。在各種安全事故發(fā)生尤其是交通事故發(fā)生時，需要在最短的時間將人流與車流等進行疏散、臨時指揮線路，而這牽扯到一個問題：調(diào)度。在智慧城市的發(fā)展過程中，調(diào)度指揮漸漸擺脫原始的人工分析狀態(tài)，向借助于計算機的智能調(diào)度模式轉(zhuǎn)變。交通車輛、人流等各項事物的調(diào)度，離不開車況、路況等數(shù)據(jù)反饋以及每條線路上車輛的運行時間分析，從而滿足調(diào)度員不同的信息需求，在各種錯綜復雜的信息數(shù)據(jù)分析過程中制定出高執(zhí)行度的配送程序。

就數(shù)據(jù)的采集與反饋來說，采用GIS技術(shù)，城市監(jiān)控指揮平臺能夠?qū)Ω鞅O(jiān)控視頻進行智能分析：GIS數(shù)據(jù)層將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)類型和應用的不同，分為“警用地理信息數(shù)據(jù)庫”、“標準地址數(shù)據(jù)庫”和“業(yè)務地理關聯(lián)數(shù)據(jù)庫”三大數(shù)據(jù)庫。這三庫是系統(tǒng)所需要的空間數(shù)據(jù)（矢量數(shù)據(jù)、高程數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)等）和非空間數(shù)據(jù)的容器，通過空間數(shù)據(jù)引擎或數(shù)據(jù)庫服務對數(shù)據(jù)進行分類、組織、編碼、存儲、檢索和維護等。

筆者所在的金三立公司就整個交通監(jiān)控管理，推出了嵌入GIS的安防綜合管理平臺，該平臺具有警力報備、一鍵智能布控、巡防智能管理、自動查勤、預警、視頻管理、移動單兵警務、智能預案調(diào)度、智能防控調(diào)度等特點。平臺的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的攝像機在發(fā)生緊急事件時，可以迅速在電子地圖上調(diào)動事件周邊攝像機，并根據(jù)其傳送的實時圖像和定點查詢的相關信息，進行智能化分析，自動識別報警、制作事件處理預案、計算最優(yōu)路徑、現(xiàn)場遠程指揮、尋找事件規(guī)律等，以地理信息為平臺，將視頻監(jiān)控系統(tǒng)與多種業(yè)務應用結(jié)合起來?？梢愿鶕?jù)用戶輸入的起點、終點，進行路徑模擬和分析，用圖形方式精確而直觀地表示出在多種交通狀態(tài)下，計算出起點到終點的最短路徑，以及周圍各處理人員到達現(xiàn)場的時間，并在電子地圖上顯示出車輛行駛軌跡。一旦確定了最佳行動路線，便可將相關信息發(fā)送到處理人員的移動導航設備中，以最快速度達到事發(fā)現(xiàn)場。如果事發(fā)現(xiàn)場有裝備的攝像機，指揮人員可在電子地圖上進行遠程觀察和決策，通過對現(xiàn)場情況的把握和周邊資源的分析，迅速制作出應急預案，提高事件處理效率，從而實現(xiàn)調(diào)度的智能性。

結(jié)束語

隨著市場的需求與國家政策的重視，作為舶來品的GIS在我國已經(jīng)開始普及。目前應用于安防行業(yè)，GIS的嵌入雖然受到網(wǎng)絡傳輸速度、地理信息輸入的準確性、硬件運算處理性能、成本造價等方面因素的制約，但是基于GIS的視頻監(jiān)控技術(shù)所帶來的效果也是有目共睹的。有理由相信，在各大廠家技術(shù)的不斷完善以及實際應用中的不斷磨合，GIS能夠與視頻監(jiān)控技術(shù)結(jié)合到完美程度；市場也在期待，基于GIS的視頻監(jiān)控指揮平臺能給我們的城市構(gòu)建一道立體的防護網(wǎng)，真正實現(xiàn)城市平安。