编织GIS立体防护网导航智慧城市

■ 曾虹云

结合GIS强大的地理定位、存储与空间数据分析、处理功能，整套平台能够编织城市立体防护网，切实保障城市的平安。

引言

七天的国庆长假刚刚过去，旅游的余温尚未完全退却。众所周知，在我们的“五一”与国庆等小长假期间，全国各大景区人口密集、流动十分频繁，各条轨道交通线路异常拥堵，如何确保在一个平安的状态下放松休闲？这给我们的城市安防指挥系统出了一道难题。针对此问题，很多城市安防系统采用了基于GIS的视频监控指挥平台。

在公安部实施“金盾工程”和全国大力倡导“平安城市”、“智慧城市”的今天，安全的保障成为城市发展的第一要义。目前，很多城市完成了覆盖全市的整体视频监控系统。而伴随着监控探头数量和监控数据存储量呈现巨大增长趋势，以及人们对于地理信息系统需求的日益迫切，基于GIS的视频监控指挥平台应运而生。结合GIS强大的地理定位、存储与空间数据分析、处理功能，整套平台能够编织城市立体防护网，切实保障城市的平安，成为当前公安行业视频监控技术的发展趋势。

GIS名片

地理信息系统（GIS，Geographic Information System），是一种基于计算机的工具，它是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件支持下，运用系统工程和信息科学理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。它可以对空间信息进行分析和处理，主要包括人员、数据、硬件、软件、过程五个部分，具有公共的地理定位、采集、管理、分析和输出多种地理空间信息等功能。

GIS 技术能够把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。GIS与其他信息系统最大的区别是对空间信息的存储管理分析，从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。综合来说，GIS是一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统。随着计算机技术发展与各种新应用需求出现，GIS正在向海量数据管理集成、高效数据处理与渲染、虚拟现实（增强现实）、云服务、移动等方向发展。

GIS+安防系统

GIS技术的发展已经有近五十年了，时间的检验足以让其在各行业的应用得以完善与成熟。而作为相对新兴的安防行业来说，随着国家对于安防产业的重视，以及市场的大量需求，安防行业的发展异常迅速。GIS独特的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索和复杂的查询功能、强大的图形处理和表达、空间模拟和空间决策支持等，可产生常规方法难以获得的重要信息——这也就让监控系统与GIS系统的融合成为了水到渠成的一件事。

其实，监控系统与GIS系统有着天然的联系，GIS系统嵌入监控平台并不是现在的创新。在模拟系统中早就有引入位图用于标注各个监控点，通过地图，监控人员可以更直观地了解各监控点的位置，快速找到监控点。视频监控作为安防系统的关键组成部分，为城市的安防发挥了重要作用。目前，在城市视频监控中，视频监控点的设立根据城市治安状况按区域进行重点设置，布控点主要集中在商业金融街、社区、娱乐场所、主要路段、交通枢纽区等区域。公安民警出于职业需要，对所负责辖区的地理信息非常熟悉，在整个安防系统中，能够基于GIS实现大多数的操作，并且在GIS的基础上，将公安业务需要的支撑信息，通过简单实用的操作，能够在GIS上进行统一展现和汇总。另外，在出现重大事件时，通过GIS地图，快速规划出最佳救援线路、调度最近的警力资源。

近几年，安防监控项目逐步扩大，随着数字化技术在安防领域运用的不断深化，高清化、智能化的发展趋势日益明朗，GIS系统与安防监控的关系也越加密切。

海量存储

刚刚过去的国庆期间，九寨沟售票厅“被攻陷”的情景记忆犹新。今年4月，中国南车打造的新一代高速动车组相继刷新世界铁路运营最高时速的场景尚在脑际。2010年高清元年将高清大幕拉开，“看得清”、畅享“高清视界”等各种高清词汇依旧随处可见……种种现象无一不在宣示着市场对于安防建设的要求日益提高，人们在追逐“看得清”畅享“高清视界”、追求出行速度与安全的同时，给视频监控前端采集带来了海量数据存储——数量巨大的监控点以及海量的监控数据为警用视频监控系统的管理和应用带来了巨大的挑战。

基于GIS的监控系统技术，具有多种存储管理方式，其多媒体数据库存储管理方式能够将多媒体数据集成到数据库系统中进行管理，能够将多媒体数据和空间数据统一存储，管理较容易，同时数据库把多媒体数据作为它的一个属性来存储，可以存储数据量很大的多媒体信息。多媒体信息数据以二进制的方式存放到数据库中，通过目标关键字与空间对象关联。目前主流的GIS应用平台也支持相应的解决方案，如SuperMap的SDX+引擎、ArcGIS的SDE引擎，都是基于关系型数据库（如Oracle ,SQLServer）存储空间数据的，可以在其建立的GIS专题属性表中直接建立用来存放多媒体信息的字段（如Oracle中用BLOB类型的字段，SQL Server的Image类型的字段），然后将多媒体信息流化存储到该类型字段中。

通过海量存储，GIS能够让监控点的空间地理信息得到直观显示,为监控视频的可视化查阅和管理提供了平台,在视频信息和指挥决策指挥之间搭建起了一座桥梁，也让多种监控系统的融合成为可能。

精准定位

刚落幕不久的《极乐空间》影片中，国防部长监控指挥击毁外来入侵飞船的精准让人折服。在很多电影大片里面，我们都能够看到司法人员通过各种导航与监控，驾轻就熟地将犯罪分子缉拿归案。而在现实中，今年3月的长春盗车盗婴案件引起了社会各界的重大关注，婴儿惨遭毒手的噩耗让听者为之动容，据悉截至到2012年5月，长春安防系统容量超过14000监控点，其中高清监控点达5000点之众，而仅省会长春市即超过5000个监控点。但是，此次事件中，这个被称为“天网”的巨大工程在及时发现和堵截被盗车辆上未能发挥其应有的作用，没有在最快的时间确定犯罪分子的跟踪定位，这样的平安城市建设也遭到了市民“平安城市不平安”的质疑。

相关的安全事故也加大了公安部门对于地理信息掌控的需求，在寻求图像高清质量的同时也愈加注重对地理信息导航、还原的建设，基于GIS的视频监控指挥平台没有任何争议的成为了首选：GIS技术支持监控设备在地图上的标注拖拽放置设备树列表设备与GIS地图相对位置、支持经纬度准确定位设备于GIS地图，能够支持基本的电子地图放大、缩小、漫游、测距、地图打印、点选查询属性等；同时GIS的轨迹跟踪可以支持在GIS地图中录像目标对象移动轨迹复现；在确认跟踪对象，指定时间和区域内的摄像头录像中智能查询跟踪对象出现的录像，显示跟踪对象在摄像头录像中出现的时间段，并根据时间段和摄像头位置在GIS中勾画跟踪对象的逃跑轨迹，最终辅助公安干警定位目标的逃逸路线，做出蹲点、排查决策。

智能调度

每个出行者选择交通工具时，必然会考虑线路与时间，都希望走最短的线路用最少的时间。在各种安全事故发生尤其是交通事故发生时，需要在最短的时间将人流与车流等进行疏散、临时指挥线路，而这牵扯到一个问题：调度。在智慧城市的发展过程中，调度指挥渐渐摆脱原始的人工分析状态，向借助于计算机的智能调度模式转变。交通车辆、人流等各项事物的调度，离不开车况、路况等数据反馈以及每条线路上车辆的运行时间分析，从而满足调度员不同的信息需求，在各种错综复杂的信息数据分析过程中制定出高执行度的配送程序。

就数据的采集与反馈来说，采用GIS技术，城市监控指挥平台能够对各监控视频进行智能分析：GIS数据层将系统的数据按照数据类型和应用的不同，分为“警用地理信息数据库”、“标准地址数据库”和“业务地理关联数据库”三大数据库。这三库是系统所需要的空间数据（矢量数据、高程数据、栅格数据等）和非空间数据的容器，通过空间数据引擎或数据库服务对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护等。

笔者所在的金三立公司就整个交通监控管理，推出了嵌入GIS的安防综合管理平台，该平台具有警力报备、一键智能布控、巡防智能管理、自动查勤、预警、视频管理、移动单兵警务、智能预案调度、智能防控调度等特点。平台的视频监控系统的摄像机在发生紧急事件时，可以迅速在电子地图上调动事件周边摄像机，并根据其传送的实时图像和定点查询的相关信息，进行智能化分析，自动识别报警、制作事件处理预案、计算最优路径、现场远程指挥、寻找事件规律等，以地理信息为平台，将视频监控系统与多种业务应用结合起来。可以根据用户输入的起点、终点，进行路径模拟和分析，用图形方式精确而直观地表示出在多种交通状态下，计算出起点到终点的最短路径，以及周围各处理人员到达现场的时间，并在电子地图上显示出车辆行驶轨迹。一旦确定了最佳行动路线，便可将相关信息发送到处理人员的移动导航设备中，以最快速度达到事发现场。如果事发现场有装备的摄像机，指挥人员可在电子地图上进行远程观察和决策，通过对现场情况的把握和周边资源的分析，迅速制作出应急预案，提高事件处理效率，从而实现调度的智能性。

结束语

随着市场的需求与国家政策的重视，作为舶来品的GIS在我国已经开始普及。目前应用于安防行业，GIS的嵌入虽然受到网络传输速度、地理信息输入的准确性、硬件运算处理性能、成本造价等方面因素的制约，但是基于GIS的视频监控技术所带来的效果也是有目共睹的。有理由相信，在各大厂家技术的不断完善以及实际应用中的不断磨合，GIS能够与视频监控技术结合到完美程度；市场也在期待，基于GIS的视频监控指挥平台能给我们的城市构建一道立体的防护网，真正实现城市平安。