基于MapX技术的限制类物品定位跟踪系统的应用

王春才 孙媛媛 李英韬 杨玉东 张 瑜

(1.长春理工大学计算机科学技术学院，吉林 长春130022；2.长春市万易科技有限公司工程研究中心，吉林 长春130000)

0 引言

本系统集成物联网、GIS、北斗定位、无线跳频通讯技术、加密认证技术于一体，对贵重、限制类物品、监视物体和指挥中心建立信号联系，使指挥中心可以随时查看贵重或限制类物品的具体位置、状态。一旦发生贵重或限制类物品脱离监视范围，将进行不同级别的报警，从而实现限制类物品安全管理的目标。

本产品适用于固定的场所内、车载运输过程中、开放的大范围试验场地和人群聚集的场所中的贵重或限制类物品保护。

报警产品是最早进入中国民用市场的安防产品之一，可从来没有像硬盘录像机、监控摄像机一样火爆过。在上世纪八十年代和九十年代初，人们安全意识并不强，市场也不大，报警产品市场发展比较缓慢；现在处于安防市场快速增长期，又被监控产品的风头盖过。甚至因为报警产品受周边环境影响较大而误报率比较高，一些从事报警服务的企业把报警产品与视频监控联动，实时查看报警情况的真假，达到降低出警成本目的。从市场发展趋势来看，报警产品已经成为视频监控系统的一部分。然而，报警系统作为整个大安防系统中的基础系统和核心系统，不可或缺。事实上，长期以来，国内报警产品市场都是国际品牌、国内知名品牌、地方品牌各自盘踞一方，割地封侯，占据不同层次市场，和监控产品相比似乎能叫得出名字的报警品牌并不多。

基于物联网的限制类物品定位跟踪系统，作为报警类别产品，是以物联网为基础的全程可控信息化管理体系，将极大提升相关领域的管理、管控水平，可以做到将限制类物品在统一模式管理之下，做到实时跟踪、实时管理、即时补救，第一时间预防事故发生，有效降低人为失误和人为过错，避免限制类或贵重物品的重大损失。

1 利用MapX构建地图应用

1.1 图层控制和匹配

MapX中载入的地图是在其自带的图层管理工具GeosetManager中创建的*.gst文件，该文件实质上包含了一个图层组，规定了组中各个图层的名称、属性及它们的叠加顺序。图层组中的图层既可在设计阶段存在*.gst文件中，又可在程序运行阶段利用MapX提供的图层控制功能动态进行图层的添加、删除等各项操作。在进行图层匹配时，所有图层必须使用一致地投影方式才能精确匹配。

1.2 编辑、查询和空间分析

这是地图应用中最基本和最重要的功能。程序设计人员可以通过MapX的一个称为Feature的对象来访问图层中的空间对象。MapX提供了四种类型的Feature对象：区域、点、线、文本。编程人员通过Feature可以在地图窗口中创建、修改或删除区域、点、线和文本实现对地图的编辑；MapX提供了多种标准工具，要在应用中实现对地图的缩放、浏览、选择等功能，只需要引用MapX提供的相关的方法或属性便可完成对地图的查询，也可根据实际情况自已创建自定义工具，以完成特殊功能；对于地理信息的统计、空间分析，可用MapX提供的相关的方法或属性来实现，对于非地理信息则要根据实际情况利用程序开发语言来实现。

1.3 引用地理数据库

GIS中的数据库有两种：地理数据库(存储地理信息)和非地理数据库(存储非地理信息)。需要强调的是，不需要把所有的数据都与地理信息相匹配，存储于地理数据库中，有些数据可以独立存储为非地理数据库。对于非地理数据库，则可用面向对象编程语言实现对其的访问、控制。

2 系统功能

基于物联网的限制类物品定位跟踪系统，作为报警类别产品，是以物联网为基础的全程可控信息化管理体系，将极大提升相关领域的管理、管控水平，可以做到将限制类物品在统一模式管理之下，做到实时跟踪、实时管理、即时补救，第一时间预防事故发生，有效降低人为失误和人为过错，避免限制类或贵重物品的重大损失。使贵重物品具备实时跟踪、定位、回放和报警等功能，以及相应准确、完整的地理信息。实时更新的电子地图等需求成为亟待解决的问题。地图控制是车辆监控系统的基础和最终表现形式。图1是以长春市地图为例的监控系统在地图中添加物体、设备实时位置的监控操作界面。

本系统从物品监控的基本要求出发，具备了以下主要功能：

图1 以长春市地图为例的监控系统在地图中添加物体、设备实时位置的监控操作界面Fig.1 The operation interface in the supervised system of the example about the map in Changchun added goods,instrument real time position

图2 设备图元进行监控界面Fig.2 The supervised interface of instrument feature

2.1 地图基本功能

电子地图能够实现基本的地图放大、缩小、漫游、刷新、显示经纬度等功能。

1）地图放大功能

点击“放大”按钮，光标会呈现放大镜状。此后，当鼠标在地图上某一点单击时，地图会以该点为中心放大一倍比例尺显示；当鼠标在地图上成一矩形框放大时（即按下鼠标左键并移动光标到适当位置），屏幕将以无级缩放的形式显示矩形框指定范围内的地图。拉出的框长宽比可能与显示屏长宽比不一致，但显示时可以自动调整到最佳状态。随着地图不断放大，可显示的层数将逐渐增多，电子地图内容也会越来越丰富。这样，通过调整放大的级别，达到在计算机屏幕上对大范围的纵观全局以及细查局部的效果；当然，地图也不是越大越好的，为实现最佳显示效果，地图放大若干倍后就不宜再放大了。点击右键，地图放大功能取消。

2）地图缩小功能

点击“缩小”按钮，光标将会呈现缩小镜状。在地图上任一位置单击鼠标左键，地图将以该点为中心缩小一倍比例尺显示。随着地图的不断缩小，可显示的图层数和地物内容也会相应的减少，当地图缩小到比全图显示还要在小时就不会再缩小了。若地图偏离窗口中央，系统会自动将地图拉回到窗口中央显示。

3）地图漫游功能

点击“漫游”按钮，光标呈手状，将光标移至某一位置按下鼠标左键不放并移动，地图将向拖动方向连续漫游，此时地图显示的比例尺和图层数将保持不变。当光标在地图上移动到显示窗口的边界或四角时，光标会变成方向箭头状，此时应当点击光标地图向反方向移动。

4）地图刷新功能

用户随时可以刷新显示电子地图。

5）显示经纬度

可以直接显示当前鼠标所在点的经纬度大小。

6）距离量测功能

跟踪用户当前鼠标的拖动过程，得到两个结点的坐标之后可以方便的进行计算得出距离。

2.2 地图的监控回放功能

1）定位监控

车载上的GPS接收机通过全球定位卫星获得当前物品、设备的定位信息，然后通过物品标识器、个人携带器将经纬度和车辆频度信息发送给控制中心。中心可实时、动态地获得各物品或者设备的定位和频度信息。

图3 设备包括的物品列表监控界面Fig.3 The supervised interface of instrument feature including goods lis

图4 物品的回放滚迹监控界面Fig.4 The supervised interface of the goods tracing pan

图5 物品设置不同的时间间隔的回放轨迹监控界面Fig.5 The supervised interface of the goods tracing pan about different time intervals

2）监控查询

可对物品、设备的监控信息进行查询、修改、补充地图中每一个Fearture对象的具体信息。

3）轨迹回放

物品、设备执行完某一次行驶任务后，其路线将被保存下来，可重新将该物品、设备轨迹及当时的地理信息在电子地图各种不同的图层上重新显示出来，通过设定时间，回放不同时间段的轨迹。 查找定位 可查找地图中任一Fearture对象，并将该对象定位在地图窗口的中央。

4）地图控制及实现

图层的各种操作 用户可通过对图层的操作浏览不同的地图界面。由于图层较多，一般使用时不会用得到所有图层，而且所有图层都显示在地图窗口中较混乱，所以一般是有选择的让某些图层显示在窗口中。

3 实验结果与讨论

3.1 实验结果

图2是对设备图元进行监控界面，超出了区域边界，进行报警显示，报警分为短信报警、声音报警。图3并报告此处设备包括的物品列表。

图3并对此物品列表进行提示。

图4是物品的回放轨迹监控界面。

图5是物品设置不同的时间间隔的回放轨迹监控界面

3.2 实验结论

MapX地图技术能很好的实现物品、设备的跟踪定位、回放和报警等功能，获得完整的地图是本系统的难点。设备的精度也是本系统开发遇到的关键问题。本系统在获得物品标识器、个人携带监视器的位置信息后因精度有限，获得的位置与地图上的位置有一定的差距，本系统采用线性拟合算法对经纬度坐标进行校正，在滚迹回放时采用样条插值算法对遗漏的点进行插值，提高监控物品的精度。本系统在对大量物品在区域范围内外进行反复测试，报警识别率能达到99%以上，误判率为1%，物品的中心在区域边界时，报警率显著下降，为了提高报警率，在以后的工作中在边界上要进行边界上的报警的研究。

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