公安遥感监测应用系统顶层设计与规划

陈文静， 顾益军， 魏春光

(中国人民公安大学，北京 102600)

0 引言

公安遥感监测应用系统是在现有的公安信息化成果的基础上进行继承和发展，同时结合遥感卫星和航空载荷特点及遥感技术最新发展能力，在系统顶层设计上必须面向公安信息化和遥感应用两方面需求。公安遥感监测应用系统应基于多源国产多载荷遥感数据，建成面向各主要警种的公安遥感监测应用技术体系，将遥感应用纳入公安信息网，实现国产遥感影像及其公共产品和专题产品与公安业务的有效结合，满足各主要警种及全国各级公安机关对遥感影像的数据应用需求，形成国产高分遥感与地面信息采集手段相结合的“空中—地面一体化”的立体监控、指挥与打击能力。

1 公安遥感监测应用系统平台建设

根据公安信息化及遥感应用需求，在公安遥感监测应用系统建设过程中，系统顶层需求主要包括三方面内容：遥感数据平台、遥感应用示范系统信息共享平台和遥感应急指挥服务平台。

遥感数据平台建设。结合公安PGIS建设，根据相关数据标准与建库标准，建立全公安业务共享的遥感数据中心，负责与遥感数据中心和应用技术中心链接，获得0～5级公共产品，基于共性技术插件及业务子系统，结合示范区实际需求综合多来源业数据进行遥感数据加工。

遥感应用示范系统信息共享平台。链接公安各警种的业务系统、遥感业务系统和公安部信息中心，负责调用遥感数据分析所需的业务信息，并将监测结果与各警种和信息中心共享。

遥感应急指挥服务平台。综合利用国产遥感卫星和载荷特点，以及无人机和平流层飞艇系统，建立面向各警种综合业务的应急指挥服务平台，综合遥感成像、图像处理与信息提取、通讯等系统于一体，承担特殊状态下的指挥服务。

2 公安遥感监测应用系统体系结构

遥感监测应用系统体系结构分为四层：支撑层、数据层、应用层和服务层，如图1所示。

图1 遥感监测应用系统体系结构

信息服务层通过标准的接口技术和协议，为应用系统提供所需要的基本信息服务。应用层在警用地理信息系统(PGIS)上，开发禁毒子系统、交管子系统、边防子系统、消防子系统、反恐子系统和安防子系统，并通过标准的接口技术和协议联接遥感业务系统和公安部信息中心，形成公安遥感应用示范系统信息共享平台，负责调用传统的业务管理信息，并将监测结果向各警种和信息中心共享。在应用层和服务层层面上，建立面向各警种综合业务的公安遥感应急指挥服务平台，集遥感成像、图像处理与信息提取、通讯等功能于一体，承担特殊状态下的指挥服务；建立管理子系统为其他子系统和遥感数据提供管理和安全服务。在数据层，根据相关数据标准与建库标准，建立全公安业务共享的遥感数据平台，负责与遥感数据中心和应用技术中心链接，基于公共产品和共性技术及面向公安业务的专有技术进行产品加工，并为公安实战提供支撑。在支撑层，部署公安遥感应用示范系统的软硬件环境。

3 公安遥感监测应用子系统功能

遥感应用系统由禁毒、边防、反恐、交管、消防、安防等6个业务应用子系统和基础数据平台以及应用服务平台等部分组成，系统的功能主要通过各应用子系统来实现。

边防子系统：突破基于国产高分数据源的公安边防口岸概况类目标(界碑、机场、通外山口)和动态目标(车、船、越境人群)的识别与动态监测技术，研制公安边防重点地区遥感监测子系统，提升公安边防口岸管理业务能力。

交管子系统：突破大范围高速公路拥堵及疏导分析、偏远地区多发事故路段诊断等关键技术，研制公安交通管理遥感监测与分析子系统，通过大范围高速公路交通疏导、多发事故路段诊断及交通施工优化建议等功能，提升公安交通管理业务能力。

消防子系统：突破重点地区消防通道监控、城市消防现状动态分析、应急救援支持、城中村可用消防车通行路线分析、火灾易发地区周边天然水域水情监测、高层建筑分布分析等关键技术，研制基于高分影像的消防管理辅助决策与监测预警系统，通过交通预案辅助编制、城市消防监控与应急救援支持、火灾易发地区水源地监测与分析等方面，提升公安消防监测与应急服务能力。

安防子系统：突破结合城市联网视频监控的协同分析、重大安保活动场所安保预案辅助编制等关键技术，研制基于遥感数据的安防管理辅助决策与监测预警系统，提升公安安全保卫业务能力。

4 公安遥感监测应用系统技术路线

总体上，公安遥感应用系统的开发将经过系统调研与需求分析、实验区选择与关键技术研究、原型系统建设、系统设计与示范系统开发和应用示范几个阶段，见图2。

图2 公安遥感监测应用系统技术路线图

具体地，在公安遥感应用系统建设的设计、开发、运行和维护过程中采用下列的技术路线：

(1)采用关系型数据库等先进数据库技术对多元数据进行集成管理，建成以遥感影像为主的数据仓库，建立公安遥感数据中心，实现遥感数据的集中统一管理和信息服务，包括最基本的查询、浏览、分析等基本服务。

(2)基于信息安全保障的要求，采用基于PKI的身份认证、PMI的授权管理、细粒度的审计以及基于以内容为中心的数字权限管理技术，全面保障平台服务与数据安全。

(3)依托成熟的业务平台和应用系统，实现公安通用遥感平台与PGIS平台的高效集成和整合应用，逐步实现与警综平台等信息系统的关联整合，包括数据层次、应用层次和决策层次的整合集成。

(4)根据不同的公安业务应用需求和已有业务信息系统，采用面向对象或面向过程的方法分析、设计和开发各警种的遥感应用示范系统。

(5)综合采用浏览器+应用服务器+数据库服务器(BAD)多层应用体系结构，结合C/S技术，开发各警种遥感应用示范系统。在此基础上，建立公安遥感应用技术服务中心，为各警种提供多层次、全方位服务。

(6)对于新型无人机和飞艇等遥感技术应用，综合应用遥感、GIS、GPS、通信指挥、预测预警、风险评估等技术，设计开发一体化信息采集、处理、指挥调度和应急处置系统。

利用遥感影像元数据实现遥感数据在公安信息网络的发布与共享，利用本体技术实现影像数据的互操作，从而为实现影像数据的全警共享与应用提供基础与条件。

(7)采用组件或分布组件技术，提高系统的灵活性和可扩展性，采用中间件技术，提高系统的可靠性和稳定性。

(8)采用脱线数据处理实现数据的整理和处理，完成初级数据产品的规范化和标准化。

(9)采用身份认证、授权管理、审计以及数字权限管理技术，全面保障平台服务与数据安全。

(10)采用数据仓库技术实现统计分析和决策支持信息服务。

5 公安遥感监测应用系统数据流程设计

公安遥感监测应用系统数据流程包括遥感数据与公共产品请求与处理流程，以及数据产品应用流程。

5.1 遥感数据与公共产品请求与处理流程

遥感数据与公共产品请求与处理流程设计如下，具体见图3。

(1)遥感数据与共性产品请求：向遥感数据中心和应用技术中心请求数据；

(2)遥感数据与公共产品导入：将遥感数据中心和应用技术中心提供的数据与公共产品导入高分遥感数据服务中心数据库；

(3)结合公安需求，基于遥感数据与公共产品进行公安专用信息提取，对于重点地区和应用结合相关情报进行分析研判和信息加工。

5.2 遥感数据产品应用流程

遥感数据产品应用流程设计如下，具体见图3。

(1)产品与服务请求：公安遥感应用单位向公安遥感数据服务中心部署的公安遥感数据中心提出数据产品与服务请求；

(2)用户认证：公安遥感数据中心对访问用户进行用户认证；

(3)数据产品与服务授权决策：根据用户身份进行高分产品与服务授权决策；

(4)公安遥感应用单位结合PGIS等公安业务系统开展公安遥感应用。

图3 公安重要地区遥感监测应用示范系统流程

6 结语

当前，公安遥感数据的应用还没有规范、畅通的服务渠道，没有建立公安遥感数据与产品的对外共享服务平台，无法常态化的向基层公安机关提供公安高分影像数据应用服务。为使国产高分辨率卫星影像在未来公安业务中得到高效应用，急需搭建公安重要地区遥感应用示范系统业务运行环境和数据库系统，建设公安遥感影像数据交换与共享服务平台，将遥感数据引入公安信息网，建立公安内网对遥感数据采集、处理、存储和分发的业务体系，以满足各警种及全国各级公安机关对遥感影像数据应用的需要。

[1]王晋年,顾行发,明涛,等.遥感卫星数据产品分类分级规则研究[J].遥感学报，2013,17(3):572-577.

[2]段宗武,冷文军,沈汶，等.舰船装备研制中的顶层设计[J]．舰船科学技术,2010,32(7):23-27.

[3]陈世平.对地观测卫星遥感系统顶层设计的若干思考[J].航天器工程，2013,22(3):1-7.