公路交通图片影像资料库管理系统设计

季 欣,钟晓斌,孙 凯,郭建华

(1.江苏省交通运输厅公路事业发展中心,江苏 南京 210004;2.东南大学 智能运输系统研究中心,江苏 南京 211189)

0 引言

随着媒体技术和互联网技术的发展,公路运输行业对高质量媒体资料的需求日益增长,公路图片影像资料作为重要的信息传递媒介得到了空前发展,其产出数量呈爆炸式的增长[1],给资料整理带来了困难:(1)素材的日积月累使得用户难以保管和再次加工利用这些素材;(2)由于素材的类型变得越来越多,用户寻找高质量有针对性的素材需求难以得到满足。为解决上述问题,需要建设公路交通图片影像资料库管理系统。

图片影像资料库管理系统是具有互联特质的内容管理平台,能够将图片影像资料标签化、场景化、细分类化,实现图片影像资料的便捷调用和快速共享[2]。图片影像资料库管理系统能够实现高效的素材检索、管理、存储和分享,改善用户对图片影像资料的使用体验,帮助用户进一步挖掘图片影像素材的价值,对提升公路交通宣传者工作效率,支持公路图片影像资料的大规模传递与分享具有重要的意义。

为科学指导面向公路交通宣传的图片影像资料库系统设计,本文将从公路交通宣传部门的业务需求和行业特点出发,进行公路图片影像资料库的需求分析,阐述了影像资料库的设计原则,给出了影像资料库管理系统的具体设计内容。

1 图片影像资料库管理系统需求分析

在设计图片影像资料库管理系统的过程中,需求分析是至关重要的阶段[3]。需求分析有助于了解用户的期望,明确系统处理的对象,指定图片影像资料库管理系统设计的范围和目标,确定系统应具备的具体功能,弄清系统设计的具体技术要求。本节将对系统的部署需求、功能需求、性能需求和素材采集需求开展分析。

1.1 部署需求

部署需求分析是在将资料库管理系统投入实际使用前,确定具体使用环境的过程。公路交通图片影像资料库管理系统需要在省、市两级用户进行部署。市级将部署本市的图片影像素材库,省级将汇聚各市的图片影像素材库。

1.2 功能需求

功能需求分析是在设计和开发系统时确定系统应具备的功能和特性的过程。公路交通图片影像资料库管理系统具体功能要求阐述如下:

(1)上传。系统用户能够对图片影像素材进行逐一或批量上传,建立素材的基本数据,包括拍摄时间、地点、拍摄人、拍摄参数等素材基础信息并针对素材内容建立素材的内容关键词。

(2)审核。系统用户能对上传的图片影像素材进行审核,包括素材基础信息、素材内容等的检查和确认,避免质量不满足要求、内容不合适的素材进入素材库。

(3)查询。系统用户能按照素材的基础信息、素材内容关键词等进行素材查询,满足素材管理需求。

(4)删除。系统用户能利用素材查询工具,从图片影像素材库中定位并删除某一或某批素材。

(5)修改。系统用户能够利用素材查询工具、定位素材,对素材的基础信息、内容信息等进行修改和存储。

(6)统计。系统用户能够按照素材的类别、数量、内容、基础信息、审核状态等不同口径,统计并分析图片影像素材库的当前状况。

(7)导出。系统用户能够针对通过审核的图片影像素材,按照不同的用户权限,提供不同素材质量(如原图、中图、小图)的单一或批量导出,并在素材中添加水印。

(8)专题管理。系统用户能够针对如养护、党建等管理需求,将相关的图片影像素材建立专题,并提供专题的管理和查询等功能。

(9)用户管理。系统管理员能够针对省、市两级用户,建立用户权限,如上传、审核、导出、浏览等。

(10)基础信息管理。系统用户能够建立各市的基础信息数据库,如县区、普通国省道、农村公路、服务区、收费站等。

1.3 性能需求

性能需求分析过程涵盖了系统易用性、响应速度、稳定性、安全性和可扩展性等各个方面的性能要求。面向公路交通宣传的图片影像资料库系统性能要求如下:

(1)易用性。公路交通图片影像资料库管理系统应具备较为简洁的使用界面,管理人员只需选择要查的地级市、类别、标签,在屏幕上点击就可以很容易地进行查询。此外,资料库的操作应保证用户能够轻松地使用、管理和维护系统,不应让用户在系统的使用过程中感到迷惑。

(2)响应速度。公路交通图片影像资料库管理系统响应速度主要需要考虑到视频、图像的加载。其中,由于视频图像放在数据库中会大大降低数据库的响应速度,因此,可以考虑将视频图像放在本地硬盘中,数据库表中仅存放相应的路径,解决视频图像加载缓慢的问题。

(3)稳定性。公路交通图片影像资料库管理系统存在多个用户同时使用,大批量、长时间的工作的情况。在此情况下,需要保证其运行的稳定、可靠和持续。因此,系统需要具有一定的冗余设计,包括负载冗余、数据冗余设计等。负载冗余设计能够分担用户请求的负载,有助于防止任何一个系统组件过载,从而提高系统的性能和响应速度。数据冗余则是通过将数据复制到多个位置或存储设备,可以防止数据丢失或损坏。如果一个存储设备发生故障,系统可以使用备份数据进行恢复。

(4)安全性。系统的安全性主要是要求查询系统应具有相应的数据完整性。数据的安全保护与恢复功能能够有效地防止信息被非法窃取、篡改,可以预防和抵抗黑客攻击和恶意访问,保护采集到的各种视频图像素材。公路交通图片影像资料库管理系统具有多类用户,在设计系统时应该考虑到用户身份,对不同的用户开放不同的权限,给普通个人用户较少的权限,给工作人员开放审核、删除权限,保证素材文件的安全,素材内容的高质量。

(5)可扩展性。可扩展性要求公路交通图片影像资料库管理系统能够有效地适应不断增长的数据量、用户数量或负载,而不降低性能或可用性的能力。具体而言,可扩展性要求公路交通图片影像资料库管理系统能够在需要时进行水平或垂直扩展,以满足业务需求和应对负载增加的情况。

1.4 素材采集需求

根据图片影像资料的应用方向,可将公路交通图片影像资料库管理系统中的素材主题划分为8类:建设篇、养护篇、管理篇、服务篇、绿色发展篇、科技创新篇、农村公路篇和党建引领篇。此外,为方便统一管理,保证图片影像资料的可用性,需分别规定图片和影像资料的格式,并为其规定最低和最高文件大小。

2 设计思路

本节根据前述需求分析结果,从设计原则和总体框架2方面,阐述公路交通图片影像资料库管理系统的设计思路。

2.1 设计原则

设计原则的作用是为系统设计提供明确指导,统一协调设计过程中的冲突。设计者借助设计原则,能够在设计过程中做出明智决策,创建高质量和满足目标要求的系统。公路交通图片影像资料库管理系统的设计原则具体如下:

(1)灵活性原则。系统需要在一定程度上适应未来需求的变化。因此,在设计过程中需要开展模块化设计,考虑系统的可扩展性和可配置性,以便在需要时对系统进行调整。

(2)合规性原则。由于公路交通图片影像资料可能涉及国家安全、个人隐私等敏感信息,因此,在设计时需要遵守使用的法规、行业标准和安全要求。

(3)经济性原则。在系统设计的过程中,需要权衡各种决策,确保最低限度地满足项目需求的同时,最小化系统开发成本。例如,在系统设计过程中,优化系统开发的资源使用,避免不必要的浪费和开支;考虑系统的更新、维护和支持的成本;选择综合考虑开发工具的成熟性和成本;明确系统规模和功能范围,避免不必要的功能膨胀。

2.2 总体框架

考虑公路交通宣传图片影像资料的统一管理需求,对公路交通图片影像资料库管理系统进行省、市两级系统部署,其部署方式如图1所示。市级系统中已审核的素材导出至移动硬盘并进行传递,省级管理员将导出的素材再导入省级系统。图片影像资料库的系统整体架构使用“图片影像素材目录”存储图片影像素材电子文件,使用“资料库管理系统”建立图片影像素材电子文件的数据库信息目录,实现对图片影像素材的管理。市级的图片影像素材库需建立单独的图片影像素材文件存储目录,并按照素材类别,即建设篇、养护篇、管理篇、服务篇、绿色发展篇、科技创新篇、农村公路篇和党建引领篇8大主题,分别建立下级文件存储目录(主题目录)。最后,在各主题目录下,分别建立图片和视频文件目录。省级的图片影像素材库则需建立全省图片影像素材目录。

图1 系统总体框架

综合考虑系统功能需求和总体部署框架,可以确定省、市两级图片影像资料库管理系统的部署方式,如图2所示。省、市两级系统需要提前部署好本地服务器,即终端。其中,本地服务器中存放了实现系统逻辑功能的程序,用以实现用户的请求响应并存放已经上传的素材。当用户需要时,即可从服务器中取出,进行使用;当用户上传的素材经过审核后,又可以存进服务器中。同时,本地服务器也存放了有关素材的各种信息,包括素材名、素材在服务器上的存储路径、素材拍摄人、拍摄地点等。省、市两级系统的用户可以通过网页访问本地服务器来实现各种功能。

图2 系统部署方式

根据系统部署方式,可确定系统的数据流向,借以明确系统的业务流程。系统的数据流向如图3所示。图片影像资料及其对应的电子文件信息经用户上传至素材库和数据库后由管理员审核。经管理员审核后,影像资料素材可被用户浏览、下载和导出。

图3 系统数据流向

3 系统用户设计

公路交通图片影像资料库管理系统为不同类型的用户提供服务。在服务的过程中,为保证数据的安全性、完整性,减少数据被滥用和盗窃的风险,需针对不同类别的用户分配不同的权限,并为不同权限的用户开放不同功能。

考虑公路交通图片影像资料库管理系统的用户职责、特点及访问需求,可将所有用户大致分为4类:普通用户、上传人员、审核人员、管理员。上述4类用户具体描述和使用权限规定如下:

(1)普通用户是系统的标准用户。其权限包括查询和检索数据、更新个人信息、向资料库中添加数据、删除自己创建的数据、访问普通报告等。

(2)上传人员是专门负责上传素材的用户。其权限包括批量上传素材、修改和更新自己批量上传的数据、备份数据等。

(3)审核人员是专门负责对素材进行审核和管理的用户。其职责是保证素材和对应数据的准确合规,保障数据安全性,避免素材的使用侵犯版权。审核人员的权限包括素材查看权限、批准和拒绝数据提交和变更的权限、审查记录权限、报告和通知权限等。

(4)管理人员负责管理整个系统,负责对用户注册进行审核,是拥有最高权限等级的用户,在维护、监控和管理系统方面发挥重要作用。管理人员的职责是在确保资料库系统运行正常、数据安全的同时,有效支持和指导其他用户,满足各类用户的业务需求。管理人员的权限包括用户管理、数据库对象管理、安全性管理、系统性能调优、系统配置、数据备份与恢复等。

4 功能设计

在系统需求分析和用户设计的基础上,可以确定公路交通图片影像资料库管理系统应具备10项功能:登录、注册、上传、审核、素材管理、专题管理、素材统计、用户审批、导入和导出,如表1所示。

表1 图片影像资料库系统功能

5 数据库及素材库设计

图片影像资料库系统由数据库和素材库组成。其中,数据库用于存储和组织图片影像资料和用户的元数据,用以描述素材属性(包括:文件名、文件大小、创建日期、作者、拍摄地点等)、特征(包括:图像分辨率、颜色特征等)、含义(包括:关键字、版权信息、图像主题、场景等)、结构(包括:图像关联、图像版本、图像集合等)和用途等内容,支持资料库素材的检索和权限控制。数据库不直接提供图片影像素材的预览功能,而是用于支持素材库的功能,其作为一个后端数据库系统,供素材库调用和查询。

素材库则用于存储和管理各类型的媒体素材,如图像、照片、音频、视频、图标等,供不同项目和文档使用。素材库具有清晰友好的用户界面,支持预览、素材类型筛选和搜索等功能,以便用户能够轻松查找和选择所需的图片和影像资料。数据库和素材库的协同工作,组成综合的图片影像资料库系统解决方案。

6 结语

加强公路文化建设是公路事业高质量发展和公路事业现代化的重要内涵。因此,需要有效加强公路交通图片影像资料的应用和价值挖掘,以打造更好的公路文化产品。本文介绍了公路交通图片影像资料库管理系统的设计思路和具体设计内容,有助于公路交通宣传工作人员有效利用和发掘公路交通图片影像资料的价值,促进公路文化产品的生产和打造,展示公路交通的发展历程和美好现状,加强公路文化建设,促进公路事业的高质量发展和现代化进程。