基于PGIS平臺(tái)的警情空間分析系統(tǒng)研究與應(yīng)用

■崔鄧 牛慧敏

(西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院重慶400715)

基于PGIS平臺(tái)的警情空間分析系統(tǒng)研究與應(yīng)用

■崔鄧 ?；勖?/p>

(西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院重慶400715)

警情空間分析系統(tǒng)是警用地理信息系統(tǒng)（PGIS）的重要子系統(tǒng)。本文以警情空間分析子系統(tǒng)為重點(diǎn)來(lái)介紹PGIS系統(tǒng)開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)，本文重點(diǎn)研究了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)和地圖緩存機(jī)制等方面內(nèi)容。在系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用過(guò)程中，針對(duì)案、事件數(shù)據(jù)具備的時(shí)空屬性，充分發(fā)揮GIS的空間分析功能，通過(guò)對(duì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)中警情數(shù)據(jù)的管理和分析模型設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)警情空間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析、四高分析、四色預(yù)警等分析以及制圖功能。

PGIS 平臺(tái) 警情分析 地圖緩存 空間數(shù)據(jù)庫(kù)

警情空間分析系統(tǒng)是在PGIS平臺(tái)的基礎(chǔ)上，結(jié)合特定警情信息數(shù)據(jù)，對(duì)警情的空間時(shí)間特征進(jìn)行分析，它是警情分析的重要部分，在警務(wù)系統(tǒng)具有非常重要的作用。有學(xué)者在犯罪空間分析的空間數(shù)據(jù)庫(kù)的地址匹配技術(shù)、智能指揮調(diào)度系統(tǒng)的綜合集成、多業(yè)務(wù)統(tǒng)一處理和多源信息統(tǒng)一集成[1]、警用信息系統(tǒng)的時(shí)空關(guān)聯(lián)技術(shù)等諸多方面開展了大量研究工作并取得了良好效果。

歐美國(guó)家警用地理信息系統(tǒng)起步早，發(fā)展較為完善。我國(guó)的公安行業(yè)于20世紀(jì)90年代中后期在指揮中心、交管和消防等業(yè)務(wù)中逐步的應(yīng)用地理信息技術(shù)，建立起一些以GPS監(jiān)控和指揮調(diào)度為主的電子地圖系統(tǒng)。在PGIS平臺(tái)基礎(chǔ)上，對(duì)警情數(shù)據(jù)的研究分析雖然取得了很多成果，但將GIS強(qiáng)大的空間分析功能用于警情分析的研究非常薄弱。本研究以PGIS平臺(tái)為基礎(chǔ)，將GIS地圖制圖與警情空間位置數(shù)據(jù)相結(jié)合，通過(guò)對(duì)大量特定類型警情數(shù)據(jù)的分析，找出高案發(fā)地域，對(duì)警情態(tài)勢(shì)的進(jìn)行研判，達(dá)到提前預(yù)警、布警，防范于未然。

1　警情空間分析系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

1.1系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

警情空間分析系統(tǒng)是在PGIS平臺(tái)的基礎(chǔ)上，采用JAVA作為開發(fā)語(yǔ)言，在MyEclipse集成開發(fā)環(huán)境下使用JavaScript和Ajax等技術(shù)進(jìn)行前端開發(fā)，運(yùn)用B/S模式的體系架構(gòu)，以O(shè)racle10g數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的管理和分析，采用三層的開發(fā)架構(gòu)。

1.2系統(tǒng)的技術(shù)路線

根據(jù)警情空間分析系統(tǒng)開發(fā)的業(yè)務(wù)流程，該系統(tǒng)可分為用戶界面層、應(yīng)用服務(wù)層和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層三部分。

用戶界面層即表示層，主要負(fù)責(zé)瀏覽器端對(duì)地圖和屬性信息的展現(xiàn)，以及用戶與系統(tǒng)之間的交互。主要使用JavaScript對(duì)DOM節(jié)點(diǎn)操作和Ajax來(lái)發(fā)送請(qǐng)求、獲取后臺(tái)的分析數(shù)據(jù)，在電子地圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行空間點(diǎn)、線、面和屬性數(shù)據(jù)的展現(xiàn)等功能。應(yīng)用服務(wù)層主要基于PGIS平臺(tái)提供的服務(wù)，通過(guò)HTTP協(xié)議的方式，發(fā)送、接收和處理前臺(tái)的請(qǐng)求，并根據(jù)程序設(shè)計(jì)從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取和分析所需的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)Oracle10g為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合ArcSDE編輯管理空間數(shù)據(jù)，包含柵格地圖圖片服務(wù)切片數(shù)據(jù)和系統(tǒng)需求的分析數(shù)據(jù)。

2　警情空間分析系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

使用ArcSDE空間數(shù)據(jù)引擎來(lái)管理存放在Oracle中的矢量數(shù)據(jù)，同時(shí)也支持矢量數(shù)據(jù)在ArcGIS軟件中的轉(zhuǎn)換編輯和管理[2]。警情空間分析系統(tǒng)主要是基于警情案件數(shù)據(jù)的分析。針對(duì)警情歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)使用Geodatabase格式，可以方便的對(duì)案事件的屬性和空間信息進(jìn)行存儲(chǔ)、更新和管理。在Geodatabase中存儲(chǔ)的各級(jí)單位的轄區(qū)面要素，也可以方便的編輯展示。

Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中通過(guò)ArcSDE導(dǎo)入時(shí)空格式數(shù)據(jù)，針對(duì)警情數(shù)據(jù)的修改顯示，可以通過(guò)Java語(yǔ)言在后臺(tái)程序中對(duì)時(shí)間戳、包圍盒等進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換和存取使用。下為Java取到的時(shí)間信息轉(zhuǎn)換為毫秒?yún)⑴c時(shí)間間隔代碼:

SimpleDateFormat sdf=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh: mm:ss");

long millionSeconds=sdf.parse(map.get("time").toString()).getTime ();

2.2地圖切片緩存

海量點(diǎn)展示：在電子地圖上需要對(duì)海量的案事件點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀展示，為解決瀏覽器端繪制大數(shù)據(jù)量的限制，提高地圖加載性能，可以在服務(wù)器端和客戶端兩個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化，在服務(wù)器端相應(yīng)的采用瓦片切圖和點(diǎn)抽吸的方法，在客戶端可以在支持HTML5 Canvas 和Clustering方式。

瓦片切圖法依據(jù)PGIS平臺(tái)柵格地圖要求，采用先將海量點(diǎn)要素圖層切圖為麻點(diǎn)圖層和相應(yīng)的麻點(diǎn)熱區(qū)，然后在瀏覽器端的柵格地圖上疊加顯示。

為解決地圖上顯示的圖標(biāo)數(shù)量很多時(shí)，會(huì)彼此疊加，在操作和視覺上都會(huì)影響地圖使用體驗(yàn)。Clustering分為多種聚類方法?；诰W(wǎng)格的聚類方法(grid-based method)是采用網(wǎng)格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對(duì)不同地圖級(jí)別網(wǎng)格上的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)聚類。針對(duì)海量案事件數(shù)據(jù)，以地圖瓦片大小為網(wǎng)格聚類單元，根據(jù)縮放的地圖等級(jí)的不同，對(duì)案事件數(shù)量信息進(jìn)行聚類整合顯示為均勻分布的興趣點(diǎn)，在興趣點(diǎn)上標(biāo)明其所包含的聚類數(shù)，達(dá)到案事件時(shí)空分布的目的。

3　警情空間分析系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例

本研究的警情空間分析系統(tǒng)實(shí)例，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了四高分析、四色預(yù)警和關(guān)聯(lián)分析功能。四高分析可以根據(jù)特定的時(shí)間段、警情級(jí)別、案件發(fā)生基準(zhǔn)閥值等條件來(lái)進(jìn)行具體分析。四色預(yù)警可針對(duì)管轄范圍內(nèi)的派出所轄區(qū)進(jìn)行高發(fā)類型分析，清晰、直觀地展現(xiàn)了某派出所交通事故中不同類型事故發(fā)案量和百分比。關(guān)聯(lián)分析功能通過(guò)對(duì)警情發(fā)生時(shí)間、警情類型、警情發(fā)生地等一系列條件的篩選，縮小分析范圍，有目的的查找有關(guān)聯(lián)的警情信息。本實(shí)例選取了某派出所轄區(qū)內(nèi)城區(qū)范圍的非黃賭毒案件的警情類型，查詢到四條符合有關(guān)查詢條件的關(guān)聯(lián)信息。

4　結(jié)論

警情空間分析僅僅是對(duì)歷史警情數(shù)據(jù)的時(shí)空狀態(tài)的分析展現(xiàn)，不僅需要充分研究影響警情數(shù)量的各種因子，同時(shí)需要通過(guò)對(duì)三維仿真技術(shù)、城鄉(xiāng)警情案件密度差異和移動(dòng)端PGIS實(shí)時(shí)獲取的深入研究，探索警情預(yù)警機(jī)制是今后警情空間分析的發(fā)展方向。

[1]李昌忠，周大良，王生，等.基于PGIS的社區(qū)警務(wù)管理系統(tǒng)研究和實(shí)踐 [J].現(xiàn)代測(cè)繪，2010，33(5)：24-26.

[2]熊麗華，楊峰.基于ArcSDE的空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的應(yīng)用研究 [J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2004，24(3)：90-96.

K826.14[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-7-157-1

崔鄧（1987～），男，碩士研究生，研究方向?yàn)檫b感與地理信息系統(tǒng)。