淺析安防監(jiān)控領域的GIS技術應用

安防領域引入GIS技術不是偶然的，兩者之間有著眾多的聯系，它們的結合將在較大程度上促進安防行業(yè)的發(fā)展，與此同時對GIS本身也是一種很好的補充和完善...

GIS技術簡介

GIS地理信息系統(GeographicInformationSystem)，是以地理空間數據庫為基礎，在計算機軟硬件支持下，運用系統工程和信息科學理論，科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據，以提供管理、決策等所需信息的技術系統。

近幾十年來，GIS技術得到了迅速發(fā)展，應用幾乎涉及所有領域，目前主要應用于交通運輸、軍事公安、郵電通訊、農林牧業(yè)、災害預測、國土管理、城市規(guī)劃、資源調查、環(huán)境評估、水利電力、公共設施管理、統計、商業(yè)金融等。

主要數據來源于控制測量、數字攝影測量、遙感、數字化及其它方式。主要載體和應用方式有GIS服務器、PC客戶端、PC單機應用、移動PDA、平板電腦、智能手機、Web服務等。

計算機技術是GIS的基礎，GIS一直伴隨著計算機技術的發(fā)展而進步，在計算機技術發(fā)展的支撐下和各種新應用需求驅使下，GIS正在向海量數據管理集成、高效數據處理與渲染、虛擬現實(增強現實)、云服務、移動等方向發(fā)展。

行業(yè)應用現狀

近年來，隨著社會發(fā)展，給安防領域提出了各種新的應用需求，目前已有部分監(jiān)控平臺軟件將GIS用于實現基本地圖瀏覽、業(yè)務圖層編輯、要素定位、動態(tài)目標監(jiān)控、應急指揮、路徑規(guī)劃、遠程導航、3D場景視頻查詢、錄像檢索、錄像回放等功能，GIS在安防監(jiān)控平臺上的應用已經初具雛形，但是，二者的結合無論從廣度還是深度方面來看，都還沒有達到令人滿意的程度。

主要方向

1、安防目標地理信息化管理

將視頻采集設備、視頻存儲設備、服務器、門禁、報警主機、卡口設備以及監(jiān)控目標等納入地理信息系統，建立專屬矢量化業(yè)務圖層，納入系統基礎底圖管理，利用GIS組件可實現以下基本功能：

在地圖上標注監(jiān)控設備，并由用戶指定標注樣式(符號、顏色、大小、圖標等);

可定制的圖層提示信息，當鼠標懸浮在地圖要素目標上時，顯示出提示信息懸浮框;

從設備列表或者設備庫以拖放形式添加設備到地圖圖層;

在地圖中以指定坐標系統下的經緯度準確定位設備，訂制定位樣式如閃爍等;

在設備報警時，也可通過關聯服務管理，控制GIS地圖組件聯動;

地圖放大、縮小、漫游、測距、地圖打印、點選、多選(矩形框選、多邊形選擇、圓形選擇)、查詢屬性(如攝像機的型號、編號以及其它定制信息等)等，通過地圖選中的設備或者右鍵菜單形式可以操作設備進行動作(如查看實時視頻、錄像回放、報警布防撤防、攝像機視野分析、移動目標軌跡回放)等。

2、移動目標監(jiān)控

利用GIS地圖實時顯示動態(tài)渲染移動目標的位置、方向、速度等信息，目前多用于攜帶移動定位設備的車輛監(jiān)控、人員定位、遠程導航等，其基本功能分析如下：

地圖中實時查看目標的位置、屬性描述信息;

地圖中同時查看多個目標，或者地圖范圍跟隨單個目標移動;

目標軌跡回放，按時間范圍或者按地圖范圍等;

實時調看移動目標視頻;

對目標行進里程進行統計計算;

目標的靜止、運動、信號丟失、目標上下線等狀態(tài)報警;

目標位置報警，如路徑偏移、臨近特征點、越界等;

利用GIS空間分析方法查詢目標出現在某視頻通道的實時視頻或結合時間段條件在某個時間段的視頻錄像片段等。目前查詢只是簡單的區(qū)域緩沖區(qū)方式，沒有考慮攝像機的可視距離、方位角、實時狀態(tài)等因素。

3、輔助決策指揮

利用GIS的分析功能進行態(tài)勢分析展示、路徑選擇、選址規(guī)劃、資源分配：

應對突發(fā)事件時，快速規(guī)劃救援路線、調度人員、物資等;

繪制態(tài)勢圖、演示作戰(zhàn)方案。利用GIS的圖形化工具，繪制態(tài)勢圖演示模擬推演作戰(zhàn)方案;

計算和可視化展示最優(yōu)路徑。根據需求確定權值構成，調查基礎數據(如路段長度、通行能力、交通實時狀況等)并計算權值，構建基礎路徑網絡是關鍵。

制約瓶頸

1、安防地理信息化標準

對于GIS應用系統而言，標準化的好處是顯而易見的，而沒有標準規(guī)范的指導和約束通常會導致很多問題。首先，數據是信息系統的根本，一切應用植根于數據，空間數據就是GIS的根本。由于空間數據的特殊性，決定了現實情況中的空間數據往往格式、規(guī)范、質量方面差異很大，這對數據質量要求較高的GIS來說，不能滿足使用需求。為此，在安防領域引入GIS必須根據應用需求確定相應的空間數據標準，以指導行業(yè)數據獲取工作。標準通常包含數據獲取渠道、數據存儲、數據交換、要素分類、數據尺度等規(guī)范。其次，行業(yè)內符號化標準不統一，會在很大程度上影響用戶體驗，增加用戶的使用成本。因此，針對行業(yè)地圖要素，應該有行業(yè)內認可的符號化標準，GIS應用的目的是讓某些跟時空有關的內容以直觀的方式展現，可視化是GIS的最重要的優(yōu)勢之一，因此統一的行業(yè)符號化標準至關重要。另外，其它內容如行業(yè)專有名詞不統一等，也會導致用戶、系統建設者以及其它相關人員的使用成本、技術學習成本上升，從行業(yè)發(fā)展的角度來看，是很不利的。

近年來，國家大力投入進行國家基礎地理信息平臺建設，并制訂出臺了一系列標準，在基礎地理信息標準的基礎上，針對很多GIS應用行業(yè)(如警用地理信息系統、GPS導航地理信息系統)的需求又產生了各種地理信息的行業(yè)標準，如警務地理信息標準、導航地理信息標準等。但是，隨著GIS應用的不斷深入和擴展，各行業(yè)的標準化程度普遍不理想，主要表現在標準不完善或缺失。目前，安防行業(yè)的地理信息化標準尚未發(fā)布，這在很大程度上影響和制約了GIS在安防行業(yè)的應用。

2、基礎數據來源

GIS一般的數據源主要有控制測量實測數據、現有紙質地圖數字化、現有空間數據文件或數據庫、遙感影像、統計數據等。

目前，GIS在監(jiān)控平臺中的應用主要有兩種方式，一種是利用如GoogleMap、MapABC、MapBar、SougouMap等提供的地圖服務API;另外一種則是購買或者從其它渠道獲取所需數據，基于這些數據，利用第三方的GIS基礎平臺實現應用。對于第一種實現，功能上相對較弱，根據各種API的使用條款，以及商業(yè)應用上的限制，存在一定經濟上的成本;第二種實現，能夠實現較高層次的應用，但是基礎數據來源較多，再加上標準不一，數據量龐大，要將這些數據集成到同一基礎地圖上，處理和集成的過程需要付出相當大的代價。