GIS在视频监控管理系统中的应用与思考

杨海鸥

摘要 作为许多工程领域的应用热点，地理信息系统（GIS）在很多领域具备较高应用价值，本文研究的视频监控管理系统便属于其中代表，基于此，本文就应用GIS的城市治安网络视频监控管理系统总体设计、具体功能实现进行了详细论述，希望论述涉及的GIS模块体系结构、图形工具模块、最短路径功能等内容能够为相关业内人士带来一定启发。

【关键词】GIS 视频监控管理系统 平安城市

作为一项以计算机硬件、网络为基础的新兴技术，GIS能够实现高质量的数据、空间实体转换与处理，而为了拓宽GIS的应用领域，本文选择了近年来较为受重视的城市治安网络视频监控管理系统作为研究对象，希望本文开展的GIS在视频监控管理系统中的应用与思考研究能够为平安城市建设提供可靠而实用的平台。

1 系统总体设计

1.1 系统概述

本文研究的城市治安网络视频监控管理系统采用了三层架构，通过对监控设备、监控客户端、检索客户端的管理，该系统能够提供数据库、应用、通信、集中录像、数据检索等服务。

1.2 体系结构

为满足城市治安网络视频监控管理系统实际应用需求，设计采用了客户机/服务器（C/S）模式，由此系统的客户端分成了五部分，即用户管理、视频监控、历史视频检索、状态监控、设备管理客户端。

1.3 GIS模块的目标和功能

GIS模块属于城市治安网络视频监控管理系统的重要组成，该模块同时也属于本文研究的核心内容，在GIS的支持下，GIS模块实现了地图显示、信息查询、告警提示、动态更新地图信息、最短路径显示共五方面功能。

1.4 GIS模块体系结构

图1为GIS模块体系结构示意图，结合该图不难发现，应用GIS实现的状态监控客户端需要得到属性数据库、空间数据库的支持，而利用属性数据和空间数据，即可满足城市治安网络视频监控管理系统的信息查询、统计、显示需要。

1.5 GIS数据库设计

GIS系统涉及大量工程管理数据、空间属性数据、图形矢量数据，而为了增强该系统的灵活性，本文开展的城市治安网络视频监控管理系统设计采用了分开存储的方法，其中工程管理数据、空间属性数据采用MS SQL Server进行存储，图形矢量数据则采用赋予唯- ID号、Maplnfo标准文件格式存储，为了更好满足系统需要，GIS数据库设计还采取了以下两方面手段：

（1）关联属性数据。为保证系统中的属性数据和图形数据之间实现数据绑定，本文研究采用了Datasets.Add将用户数据绑定到地图中，Add、Remove属于主要方法，由此可最终实现Dataset对象的创建，其中包含着被绑定图层对象的计算结果。

（2） Darasets.Add方法分析。该方法的应用需要明确绑定数据源类型、绑定到地图哪一层、地图间关联字段，Dynamic、Fields、BindLayer、Geofield等属于该方法主要组成。

2 具体功能模块的实现

2.1 图形工具模块

图形工具模块涉及地图的大小控制、自动滚屏等功能，各功能的实现如下所示：

2.1.1 大小控制

选择了鼠标缩放中心点作为显示屏幕中心的方法，通过重新计算缩放倍数和各点坐标可实现地图的大小控制。在大小控制的具体实现中，需要首先建立相关案件和图表，并通过VC中类向导创建命令的ON COMMAND消息映射函数实现该功能设计。

2.1.2 自动滚屏

自动滚屏的实现需要获得图形滚动后的缩放倍数和中心点坐标，这就需要随时获得鼠标移动过程光标所在位置、获取区域大小、获取当前地图显示的视野范围及中心点坐标、判断滚动信息，最终显示图形即可实现该功能。

2.2 最短路径功能

作为GIS领域的研究重点，最短路径同样属于本文研究的核心内容，本文开展的城市治安网络视频监控管理系统采用了经典的Dijkstra算法，由此即可大大提升最短路径的搜索效率。

2.2.1 設计流程

为实现城市交通网最短路径的分析，图论中的网络分析理论需要在其中得到应用，而这需要首先得到网络理论中的网络图。对于本文研究的城市治安网络视频监控管理系统来说，数字化矢量地图属于城市道路网络的主要表现形式，最短路径功能设计需要将数字化矢量地图的节点弧关系抽象为图的结构，由此开展的预处理工作流程可以概括为： “原始道路图一创建拓扑关系、生成拓扑文件一打开拓扑关系初始化网络一最短路径分析”。

2.2.2 矢量地图表达

道路的集合属于城市交通枢纽的重点，但受城市道路特点影响，道路网络图往往存在地理位置复杂程度高、交接模式复杂的情况，为了避免这种情况带来的道路间拓扑关系影响最短路径功能搜索效率，本文研究选择了道路网络图交叉路口作为分析对象之一，由此即可将道路分割成路段，而同时将二者分别定义为网络节点和弧，在具体的图层保存中，可将路段作为线对象保存在城市道路网图层中。此外，还需要在道路层的属性数据表结构文件中定义路段的属性信息字段，同时将相关道路分成不同类型，由此即可大幅提升系统处理效率。

2.2.3 网络拓扑结构的建立

结合上文研究，可以确定描述路网的基本要素和要素属性，由此开展的道路网拓扑关系建立需要按照“预处理一结点获取一边获取及长度计算一建立结点与边的关联”流程实现。

2.2.4 存储结构设计

在最短路径功能的设计中，存储结构设计也属于其中重要环节，为了尽可能提升功能实现效率，本文选择了采用邻接表（链表）存储的方式，由此即可大幅降低数据冗余度，为最短路径功能的实现提供支持。

2.2.5 Dijkstra算法改进

应用经典Dijkstra算法开展的路线最短路径计算存在计算速度较慢情况，这是由于该算法在时间复杂度和空间复杂度层面存在一定不足，因此该算法的改进需要主要考虑道路结点组织数据的选取、开展结点和路段数据动态管理，由此实现的避免全部结点遍历搜索、无效数据占据存储空间，即可大幅提升Dijkstra算法的应用效果。

2.2.6 实现结果

为验证上述研究成果，城市治安网络视频监控管理系统测试重点开展了最短路径功能的测试，这一测试选择了某地城市道路网络图作为研究对象，最终测试结果确定了改进Dijkstra算法在耗时、精度方面具备明显优势，由此可见该功能具备的较高实际应用价值。

3 结论

综上所述，GIS能够在视频监控管理系统中实现较高水平应用，本文开展的城市治安网络视频监控管理系统设计证明了这一认知。而在此基础上，本文涉及的最短路径功能实现等内容，则证明了研究的实践价值。因此，在相关领域的理论研究和实践探索中，本文内容能够发挥一定程度的参考作用。

参考文献

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[2]邢小东，侯飞，基于GIS的治超数据采集与视频监控系统设计与开发[J].电脑编程技巧与维护，2015 （21）：10-11+13.