公安遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)與規(guī)劃

陳文靜， 顧益軍， 魏春光

(中國(guó)人民公安大學(xué)，北京 102600)

0 引言

公安遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)是在現(xiàn)有的公安信息化成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行繼承和發(fā)展，同時(shí)結(jié)合遙感衛(wèi)星和航空載荷特點(diǎn)及遙感技術(shù)最新發(fā)展能力，在系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)上必須面向公安信息化和遙感應(yīng)用兩方面需求。公安遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)基于多源國(guó)產(chǎn)多載荷遙感數(shù)據(jù)，建成面向各主要警種的公安遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用技術(shù)體系，將遙感應(yīng)用納入公安信息網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)遙感影像及其公共產(chǎn)品和專題產(chǎn)品與公安業(yè)務(wù)的有效結(jié)合，滿足各主要警種及全國(guó)各級(jí)公安機(jī)關(guān)對(duì)遙感影像的數(shù)據(jù)應(yīng)用需求，形成國(guó)產(chǎn)高分遙感與地面信息采集手段相結(jié)合的“空中—地面一體化”的立體監(jiān)控、指揮與打擊能力。

1 公安遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)

根據(jù)公安信息化及遙感應(yīng)用需求，在公安遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，系統(tǒng)頂層需求主要包括三方面內(nèi)容：遙感數(shù)據(jù)平臺(tái)、遙感應(yīng)用示范系統(tǒng)信息共享平臺(tái)和遙感應(yīng)急指揮服務(wù)平臺(tái)。

遙感數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)。結(jié)合公安PGIS建設(shè)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與建庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)，建立全公安業(yè)務(wù)共享的遙感數(shù)據(jù)中心，負(fù)責(zé)與遙感數(shù)據(jù)中心和應(yīng)用技術(shù)中心鏈接，獲得0～5級(jí)公共產(chǎn)品，基于共性技術(shù)插件及業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，結(jié)合示范區(qū)實(shí)際需求綜合多來(lái)源業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行遙感數(shù)據(jù)加工。

遙感應(yīng)用示范系統(tǒng)信息共享平臺(tái)。鏈接公安各警種的業(yè)務(wù)系統(tǒng)、遙感業(yè)務(wù)系統(tǒng)和公安部信息中心，負(fù)責(zé)調(diào)用遙感數(shù)據(jù)分析所需的業(yè)務(wù)信息，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果與各警種和信息中心共享。

遙感應(yīng)急指揮服務(wù)平臺(tái)。綜合利用國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星和載荷特點(diǎn)，以及無(wú)人機(jī)和平流層飛艇系統(tǒng)，建立面向各警種綜合業(yè)務(wù)的應(yīng)急指揮服務(wù)平臺(tái)，綜合遙感成像、圖像處理與信息提取、通訊等系統(tǒng)于一體，承擔(dān)特殊狀態(tài)下的指揮服務(wù)。

2 公安遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)分為四層：支撐層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層和服務(wù)層，如圖1所示。

圖1 遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

信息服務(wù)層通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的接口技術(shù)和協(xié)議，為應(yīng)用系統(tǒng)提供所需要的基本信息服務(wù)。應(yīng)用層在警用地理信息系統(tǒng)(PGIS)上，開發(fā)禁毒子系統(tǒng)、交管子系統(tǒng)、邊防子系統(tǒng)、消防子系統(tǒng)、反恐子系統(tǒng)和安防子系統(tǒng)，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的接口技術(shù)和協(xié)議聯(lián)接遙感業(yè)務(wù)系統(tǒng)和公安部信息中心，形成公安遙感應(yīng)用示范系統(tǒng)信息共享平臺(tái)，負(fù)責(zé)調(diào)用傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)管理信息，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果向各警種和信息中心共享。在應(yīng)用層和服務(wù)層層面上，建立面向各警種綜合業(yè)務(wù)的公安遙感應(yīng)急指揮服務(wù)平臺(tái)，集遙感成像、圖像處理與信息提取、通訊等功能于一體，承擔(dān)特殊狀態(tài)下的指揮服務(wù)；建立管理子系統(tǒng)為其他子系統(tǒng)和遙感數(shù)據(jù)提供管理和安全服務(wù)。在數(shù)據(jù)層，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與建庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)，建立全公安業(yè)務(wù)共享的遙感數(shù)據(jù)平臺(tái)，負(fù)責(zé)與遙感數(shù)據(jù)中心和應(yīng)用技術(shù)中心鏈接，基于公共產(chǎn)品和共性技術(shù)及面向公安業(yè)務(wù)的專有技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品加工，并為公安實(shí)戰(zhàn)提供支撐。在支撐層，部署公安遙感應(yīng)用示范系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境。

3 公安遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用子系統(tǒng)功能

遙感應(yīng)用系統(tǒng)由禁毒、邊防、反恐、交管、消防、安防等6個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)以及應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)等部分組成，系統(tǒng)的功能主要通過(guò)各應(yīng)用子系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

邊防子系統(tǒng)：突破基于國(guó)產(chǎn)高分?jǐn)?shù)據(jù)源的公安邊防口岸概況類目標(biāo)(界碑、機(jī)場(chǎng)、通外山口)和動(dòng)態(tài)目標(biāo)(車、船、越境人群)的識(shí)別與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，研制公安邊防重點(diǎn)地區(qū)遙感監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，提升公安邊防口岸管理業(yè)務(wù)能力。

交管子系統(tǒng)：突破大范圍高速公路擁堵及疏導(dǎo)分析、偏遠(yuǎn)地區(qū)多發(fā)事故路段診斷等關(guān)鍵技術(shù)，研制公安交通管理遙感監(jiān)測(cè)與分析子系統(tǒng)，通過(guò)大范圍高速公路交通疏導(dǎo)、多發(fā)事故路段診斷及交通施工優(yōu)化建議等功能，提升公安交通管理業(yè)務(wù)能力。

消防子系統(tǒng)：突破重點(diǎn)地區(qū)消防通道監(jiān)控、城市消防現(xiàn)狀動(dòng)態(tài)分析、應(yīng)急救援支持、城中村可用消防車通行路線分析、火災(zāi)易發(fā)地區(qū)周邊天然水域水情監(jiān)測(cè)、高層建筑分布分析等關(guān)鍵技術(shù)，研制基于高分影像的消防管理輔助決策與監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，通過(guò)交通預(yù)案輔助編制、城市消防監(jiān)控與應(yīng)急救援支持、火災(zāi)易發(fā)地區(qū)水源地監(jiān)測(cè)與分析等方面，提升公安消防監(jiān)測(cè)與應(yīng)急服務(wù)能力。

安防子系統(tǒng)：突破結(jié)合城市聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控的協(xié)同分析、重大安?；顒?dòng)場(chǎng)所安保預(yù)案輔助編制等關(guān)鍵技術(shù)，研制基于遙感數(shù)據(jù)的安防管理輔助決策與監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，提升公安安全保衛(wèi)業(yè)務(wù)能力。

4 公安遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)路線

總體上，公安遙感應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)將經(jīng)過(guò)系統(tǒng)調(diào)研與需求分析、實(shí)驗(yàn)區(qū)選擇與關(guān)鍵技術(shù)研究、原型系統(tǒng)建設(shè)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與示范系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用示范幾個(gè)階段，見圖2。

圖2 公安遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)路線圖

具體地，在公安遙感應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、運(yùn)行和維護(hù)過(guò)程中采用下列的技術(shù)路線：

(1)采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)等先進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)對(duì)多元數(shù)據(jù)進(jìn)行集成管理，建成以遙感影像為主的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，建立公安遙感數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)的集中統(tǒng)一管理和信息服務(wù)，包括最基本的查詢、瀏覽、分析等基本服務(wù)。

(2)基于信息安全保障的要求，采用基于PKI的身份認(rèn)證、PMI的授權(quán)管理、細(xì)粒度的審計(jì)以及基于以內(nèi)容為中心的數(shù)字權(quán)限管理技術(shù)，全面保障平臺(tái)服務(wù)與數(shù)據(jù)安全。

(3)依托成熟的業(yè)務(wù)平臺(tái)和應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)公安通用遙感平臺(tái)與PGIS平臺(tái)的高效集成和整合應(yīng)用，逐步實(shí)現(xiàn)與警綜平臺(tái)等信息系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)整合，包括數(shù)據(jù)層次、應(yīng)用層次和決策層次的整合集成。

(4)根據(jù)不同的公安業(yè)務(wù)應(yīng)用需求和已有業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)，采用面向?qū)ο蠡蛎嫦蜻^(guò)程的方法分析、設(shè)計(jì)和開發(fā)各警種的遙感應(yīng)用示范系統(tǒng)。

(5)綜合采用瀏覽器+應(yīng)用服務(wù)器+數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器(BAD)多層應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)，結(jié)合C/S技術(shù)，開發(fā)各警種遙感應(yīng)用示范系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，建立公安遙感應(yīng)用技術(shù)服務(wù)中心，為各警種提供多層次、全方位服務(wù)。

(6)對(duì)于新型無(wú)人機(jī)和飛艇等遙感技術(shù)應(yīng)用，綜合應(yīng)用遙感、GIS、GPS、通信指揮、預(yù)測(cè)預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)一體化信息采集、處理、指揮調(diào)度和應(yīng)急處置系統(tǒng)。

利用遙感影像元數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)在公安信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)布與共享，利用本體技術(shù)實(shí)現(xiàn)影像數(shù)據(jù)的互操作，從而為實(shí)現(xiàn)影像數(shù)據(jù)的全警共享與應(yīng)用提供基礎(chǔ)與條件。

(7)采用組件或分布組件技術(shù)，提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性，采用中間件技術(shù)，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

(8)采用脫線數(shù)據(jù)處理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的整理和處理，完成初級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。

(9)采用身份認(rèn)證、授權(quán)管理、審計(jì)以及數(shù)字權(quán)限管理技術(shù)，全面保障平臺(tái)服務(wù)與數(shù)據(jù)安全。

(10)采用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)分析和決策支持信息服務(wù)。

5 公安遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程設(shè)計(jì)

公安遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程包括遙感數(shù)據(jù)與公共產(chǎn)品請(qǐng)求與處理流程，以及數(shù)據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用流程。

5.1 遙感數(shù)據(jù)與公共產(chǎn)品請(qǐng)求與處理流程

遙感數(shù)據(jù)與公共產(chǎn)品請(qǐng)求與處理流程設(shè)計(jì)如下，具體見圖3。

(1)遙感數(shù)據(jù)與共性產(chǎn)品請(qǐng)求：向遙感數(shù)據(jù)中心和應(yīng)用技術(shù)中心請(qǐng)求數(shù)據(jù)；

(2)遙感數(shù)據(jù)與公共產(chǎn)品導(dǎo)入：將遙感數(shù)據(jù)中心和應(yīng)用技術(shù)中心提供的數(shù)據(jù)與公共產(chǎn)品導(dǎo)入高分遙感數(shù)據(jù)服務(wù)中心數(shù)據(jù)庫(kù)；

(3)結(jié)合公安需求，基于遙感數(shù)據(jù)與公共產(chǎn)品進(jìn)行公安專用信息提取，對(duì)于重點(diǎn)地區(qū)和應(yīng)用結(jié)合相關(guān)情報(bào)進(jìn)行分析研判和信息加工。

5.2 遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用流程

遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用流程設(shè)計(jì)如下，具體見圖3。

(1)產(chǎn)品與服務(wù)請(qǐng)求：公安遙感應(yīng)用單位向公安遙感數(shù)據(jù)服務(wù)中心部署的公安遙感數(shù)據(jù)中心提出數(shù)據(jù)產(chǎn)品與服務(wù)請(qǐng)求；

(2)用戶認(rèn)證：公安遙感數(shù)據(jù)中心對(duì)訪問用戶進(jìn)行用戶認(rèn)證；

(3)數(shù)據(jù)產(chǎn)品與服務(wù)授權(quán)決策：根據(jù)用戶身份進(jìn)行高分產(chǎn)品與服務(wù)授權(quán)決策；

(4)公安遙感應(yīng)用單位結(jié)合PGIS等公安業(yè)務(wù)系統(tǒng)開展公安遙感應(yīng)用。

圖3 公安重要地區(qū)遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用示范系統(tǒng)流程

6 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，公安遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用還沒有規(guī)范、暢通的服務(wù)渠道，沒有建立公安遙感數(shù)據(jù)與產(chǎn)品的對(duì)外共享服務(wù)平臺(tái)，無(wú)法常態(tài)化的向基層公安機(jī)關(guān)提供公安高分影像數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)。為使國(guó)產(chǎn)高分辨率衛(wèi)星影像在未來(lái)公安業(yè)務(wù)中得到高效應(yīng)用，急需搭建公安重要地區(qū)遙感應(yīng)用示范系統(tǒng)業(yè)務(wù)運(yùn)行環(huán)境和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，建設(shè)公安遙感影像數(shù)據(jù)交換與共享服務(wù)平臺(tái)，將遙感數(shù)據(jù)引入公安信息網(wǎng)，建立公安內(nèi)網(wǎng)對(duì)遙感數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)和分發(fā)的業(yè)務(wù)體系，以滿足各警種及全國(guó)各級(jí)公安機(jī)關(guān)對(duì)遙感影像數(shù)據(jù)應(yīng)用的需要。

[1]王晉年,顧行發(fā),明濤,等.遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品分類分級(jí)規(guī)則研究[J].遙感學(xué)報(bào)，2013,17(3):572-577.

[2]段宗武,冷文軍,沈汶，等.艦船裝備研制中的頂層設(shè)計(jì)[J]．艦船科學(xué)技術(shù),2010,32(7):23-27.

[3]陳世平.對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星遙感系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)的若干思考[J].航天器工程，2013,22(3):1-7.