基于国土资源“一张图”的视频监管系统设计与实现

2018-03-06龚志鹏王楠溢

现代测绘 2018年1期

龚志鹏王楠溢

(1.江苏省地质勘查技术院,江苏南京210049;2.江苏省测绘工程院,江苏南京210013)

0 引言

当前,我国经济体制改革不断深化,在新时期、新形势下,逐渐呈现新常态的发展趋势。面对经济快速发展,国土资源的管理工作在面临较多机遇同时,也面临着越来越多的挑战。顺应时代发展潮流,保护国土资源,强化对国土资源的监督与管理工作,关系着我国经济社会的可持续发展。全面、准确、及时地掌握国土资源数量、质量、分布及其变化趋势,合理开发利用,将为我国经济社会发展提供强有力支持。

国土资源监察管理工作涉及面广,监管难度大,科学的监察机制仍在不断完善中。传统国土执法监察模式一般以基层国土资源部门定期巡查为主,年度一次的土地卫片执法监察为辅。随着目前国土资源管理形势日趋严峻,这两种方法的结合对全面实现国土资源管控愈加困难。传统执法因方式方法比较机械,在进行巡查过程中,消耗了较多时间成本与人力成本,最终取得的效果也不理想。通过应用视频监控方式进行监察监管,可以更好进行成本管控,针对图片进行更快捷的实时传送,全面实现监管工作自动化。如何实现快速、准确、自动化的国土视频监控是当前该领域的研究热点。

国土视频监控技术的发展可以分为两个时期:① 传统的远程视频监控时期;② 结合GIS的远程视频监控时期。传统远程监控设备有自身局限性,通过这种装备显示的图像一般都是局部的,缺乏整体性:受光线等因素干扰,削弱了视频监控的空间位置感,且不能实现视频监控摄像头的联动。结合GIS的远程视频监控系统利用GIS系统成熟技术,通过接口将其嵌入到监控系统中,是监控系统的一个组成部分。目前已有的结合GIS的国土视频监控系统主要使用GIS显示静态地图信息。国土部门进行视频监管时需要结合年度影像、年度卫片、土地利用现状图、规划图等基础地理信息数据,不仅需要监控具体宗地的实时状况,且需要使用系统各类数据并及时比对分析实时画面。

而目前视频监控数据在现有结合GIS的国土视频监控系统中的应用方式仅作为空间实体的一种属性信息对待,缺乏在同一空间框架下根据国土业务对其内容进行解读的方法:导致现有国土视频监控系统不能将视频监控数据与各类业务数据进行聚合分析,未能发挥GIS在处理复杂空间数据方面的能力,难以满足国土部门的业务需求。

为了能够根据国土业务规则对视频数据进行解读,本文设计并实现了基于国土资源“一张图”的视频监管系统。该系统结合国土部门核心业务数据,发挥了GIS在处理复杂空间数据方面的优势,形成了高效的国土实时视频监管体系,大大提高了国土视频监管智能化水平。

1 系统架构

国土视频监管系统建设结合中国移动公司基站铁塔资源,利用网络球机摄像头采集实时视频数据,采集的数据通过中国移动公司的光纤宽带传送到具有控制、保护、计算功能的移动公司视频监控管理平台中。系统整个架构体系包括信息采集系统、通讯系统和显控系统,其中信息采集系统以云台+网络球机摄像头为主,通讯系统以移动光纤为主,显控系统以最新的GIS系统为主,结合视频技术、网络服务技术、关系型数据库技术等手段搭建而成(图1)。

图1 系统架构示意图

如图1所示,基于国土资源“一张图”的视频监管系统总体架构分为3个层次。

(1)获取数据层是工程的前期准备阶段。通过架设铁塔获取高清摄像头坐标信息、相关参数信息,设置预设位置,外业精确定位预设位置,为初始预设位置照片添加预设红线。

(2)智能预警层是项目工程的主要阶段。该阶段对拍摄照片进行智能处理分析,自动检测图片变化区域,将变化量和原始照片做对比,进行一次预判,再比对红线框取区域,确定预判是在违法用地高发区、建设用地批后区或基本农田区后执行二次预判。最后将预警结果以短信或微信方式自动发送至区域负责人。

(3)外部接口层是外接“一张图”政务内网接口,区域执法负责人接到系统智能预警结果后经人工判别确定是否进行实地勘察。如属实,进入内部政网系统填写执法回执单,完成执法任务;如误判,则亦要进入内部政网系统填写执法回执单,执法巡查结束。

2 关键功能实现

2.1 实时视频与照片

使用系统后用户可浏览视频点的实时监控视频、点的具体信息、可视域的信息,实现所有监控视频点与电子地图的双向联动与控制。浏览视频点指定预置位的照片浏览时,用户可以按照时间段查找,若某一张照片有告警信息,则有方框高亮显示(图2)。

2.2 预警比对

图2 实时视频与照片

对于主要违法用地高发区、建设用地批后区、基本农田区等区域,需要通过对预置位照片进行比对,利用图像检测技术,准确判断照片变化量信息,自动检验图片的变化量。即比对前期图像和后期图像,经过一系列智能分析,对违法行为进行一次预判,然后配合区域红线再次分析从而进行二次预判,若有违法行为,自动通知片区所属负责人,完成智能预警。

2.3 “一张图”联动

该系统将内嵌在已经建设的国土资源“一张图”平台中,可以对电子地图进行交互式访问,在空间数据库基础上将应用数据与地图有机结合,能够对相关应用数据进行复杂的空间分析,并且能将分析结构直观地展示在用户面前。

3 关键技术

3.1 基于Web的视频监控技术

近几年来,网络技术、数据库技术有了较大发展,人们开始广泛关注基于Web的网络视频监控系统。其工作原理是:视频服务器上安装Web服务器,前置摄像机传输的视频数据经压缩后,传送到Web服务器,用户使用浏览器查看视频监控数据,在经授权后可通过云台控制摄像机做出各种指令动作。

3.2 基于国土资源“一张图”本底数据的GIS服务聚合技术

基于国土资源“一张图”的视频监管系统的核心是“一张图”本底数据库。通过“一张图”统一的数据管理和服务体系,可以将国土管理部门各类业务数据、历年影像、卫片等地理信息数据统一放到一个空间框架下进行管理,为后续视频数据的空间映射提供便利。此外,这些聚合服务还包括外部插件服务,可以便捷地和其他部门共享数据。