GIS地图在视频监控系统的行业化应用

    GIS系统发展背景

    GIS(Geography Information System)即地理信息系统，以测绘测量为基础，以数据库为数据源，依托于计算机编程技术的全球空间分析即时技术。它可以将数据以图形和动画形式直观显示在电子地图上并实现多个系统的集成联动。地理信息技术的飞速发展给全球信息化带来了巨大的冲击，同国际上迅猛发展的地理信息系统相比，我国GIS技术，特别是专业化、智能化平台软件的研制方面有些滞后，虽然GIS系统的起步比较晚，但也在很多部门和领域得到了应用。比如，将GIS用于全球环境变化动态监测，在资源调查中，GIS提供多条件下的资源统计和数据快速再现，为资源的合理利用、开发和科学管理提供依据，也可应用于不同层次和不同领域的资源调查与管理，例如农业资源、林业资源、渔业资源，利用GIS对森林火灾、洪水灾情、环境污染等进行监视，此外，GIS在金融业、保险业、公共事业、社会治安、运输导航、考古、医疗救护等领域也得到了广泛的应用。近些年，视频监控系统中也开始逐步增加了GIS系统的应用，利用电子地图可以对视频监控前端进行统一可视化视频图像调用、设备状态监控以及球机控制、车辆监控等功能。通过GIS的空间拓扑分析功能，能进行辅助分析和决策，充分满足公安业务工作的实际需求，直观全面整合各相关应用系统，极大提升社会治安监控系统的智能化和实用化程度，更好满足城市治安保障的需要。

    GIS地图应用于常规监控系统

    随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅速提高，以及各种实用视频信息处理技术的出现，视频监控进入了全数字化的网络时代。以往的监控指挥中心，一般采用屏幕墙和客户端将前端视频通过切换显示的方式呈现给用户，只能通过在图像上叠加文字和在软件树形列表中判断视频点位置，监控设备的具体地理位置信息不明确。随着监控系统日益庞大和设备数量逐渐增多，监控中心的值班人员的压力也逐渐增大：无法在海量监控点中快速查找、日常巡检查看费时费力;事发周边监控点无法及时定位、应急联动不够及时;重大事件特大案件发生时面临很大的压力。

    通过GIS系统，可以把前端监控设备的具体位置在地图上标注，在地图界面上直接观看视频，用户想寻找一个监控设备时，无需在整个设备列表中查找，直接在地图上点击或搜索关心的监控点位，即可看到自己关心的视频，节省了大量时间，同时也更加精准更加直观。在报警发生时，通过GIS地图，用户能够第一时间确定发生事件的位置，对应急联动和指挥调度起到了更有效的支持。

监控设备标注到GIS地图系统

    平安城市系统的GIS应用

    平安城市、智慧城市是目前安防行业的主要应用领域，是基于视频监控系统、报警系统、指挥调度系统、GIS地图系统的综合集成管理，实现覆盖市区县的整体应急联动。依托GIS电子地理信息系统，通过视频图像信息与空间地理信息的融合，实现视频图像信息、视频前端属性、视频区域信息、警力分布信息、应急联动信息、以及各类基础数据信息的同步显示。整合城市各种应急资源，以视频管理系统、地理信息系统、数据分析系统、信息展现系统为手段，实现对事件数据的收集、分析和辅助决策，对各类资源的组织、协调和管理控制等指挥调度功能，使其成为支撑城市应急联动系统和智慧政务的信息基础支撑。

平安城市多级架构

    对于公安应用来说，报警人现在通常使用自己的手机和公用电话进行报警，但是手机和公用电话的自动定位结果接入到视频监控系统的过程比较复杂，110指挥中心的值班人员只能根据报警人的描述在地图上手动搜索;而对于指挥调度来说，执勤干警或者警车的位置无法即时掌控，导致指挥中心很难迅速根据距离案件发生地点远近的情况对执勤人员进行调度，容易造成时间的浪费和处置的不及时。

    针对于以上问题，可以通过部署音视频监控系统进行针对性的改进。比如在事件多发地段，安装语音求助安全岛对讲终端，在终端上有报警按钮、音箱、以及摄像机，这样报警人可以在对讲报警终端上按下报警按钮，就可以跟110报警中心进行呼叫通话，并且可以通过旁边的摄像头把现场的情况第一时间传给报警中心，由于报警对讲终端是固定的，可以在GIS地图上标注出经纬度，如果有人报警，第一时间在地图上能够显示出报警发生地点，并且可以最快速度的了解现场情况，这样能就很好解决报案时的时间耽搁。而针对如何出警处置的问题，执勤民警通过佩戴单兵取证设备，执勤车辆安装车载云台和车载硬盘录像机，利用GPS技术和移动通信网络，建设警用车辆GPS系统，与GIS、接处警、有线通信、无线通信等子系统实现有机集成，把执勤民警和执勤车辆的位置实时在GIS地图系统中显示，这样当案件发生时，报警中心第一时间知道了案件发生地点，也能直观了解到案件发生地点周边执勤民警或者执勤车辆所在的位置，通过车载设备和单兵设备的对讲功能，可以快速派警到现场处理，最大限度的缩短了事件发生处理的时间。

公安车载视频定位

    智能交通系统的GIS应用

    随着城市经济的不断发展，人口和机动车辆数量迅猛增长，道路交通的压力越来越大，路口事故时有发生，严重威胁人民群众的生命财产的安全，一个重要原因就是机动车驾驶人在交警视线之外违法驾驶的情况非常普遍。单纯依靠人为管理，浪费人力资源，效果也不明显。道路交通违法自动记录处罚管理系统(也称“电子警察”系统)利用高科技手段，对在道路上发生的各种违法行为进行自动取证，结合处罚管理手段，提高交通管理水平。

    原先交警使用视频监控，只能通过查询图片或者车牌，然后逐个卡口排查，对于一个交通路口，从图片中查找到一辆车，工作量非常大，更何况不知道违法分子的逃逸路线，与一个卡口相邻的所有卡口都需要查询一次，给案件侦破等造成了非常大的影响。将GIS地图与智能交通系统相结合，就能够解决以上问题：输入肇事车辆车牌号及相应查询条件，如时间/地点/车辆特征等信息，对平台内所有的高清卡口/电子警察的相关记录信息进行条件筛选，同时在GIS地图上，系统会自动将这些行驶记录首尾相连，将嫌疑车辆的运行轨迹显示出来，并实时更新状态，便于公安机关实施围追堵截，大大提高办案效率!

车辆行驶轨迹在GIS系统上显示

    当嫌疑车辆经过高清卡口时，车辆信息上传到平台，GIS地图中相应的卡口位置可提示报警，通过点击报警点的弹出链接，可查看违法记录和违法抓拍图片。

车辆报警信息在GIS系统上显示

联动相关记录的弹出

    GIS地图上还可以显示设备状态信息，如前端点位的抓拍设备，车辆检测设备，治安监控设备，流量监控设备，信号控制设备等与交通相关的设备都可以进行实时标注，便于值班干警及时了解状况和派工解决，提高了响应速度。

    随着与实际业务的深度融合，基于GIS地图的公安实战系统可以提供更为丰富的功能。

    GPS应用：

    PGIS基础(图层控制、地图漫游、地图查询、地图定位、动态标注)、位置定位(位置收藏、门牌号、道路、地名)、车辆实时显示、车辆点名、轨迹回放、速度时间曲线。

    报警应用：超速、久坐不动、偏移路线、长时间不在线、异常入网。

    指挥调度应用：

    实时警力、警力查询、车辆历史轨迹、车辆排班、巡控区域、应急救援。

    勤务管理应用：

    勤务计划、警务执勤、勤务管理。

    森林防火系统的GIS应用

    随着森林保护和林业建设的发展，林地面积和蓄积量逐年增加，防火任务日益艰巨。火灾是林业重要灾害之一，具有突发性、随机性，短时间内可造成巨大损失。因此，一旦发生火情，必须以极快速度采取扑救措施。国内国外都在预防、减少和控制森林火灾方面做了大量的工作，为了贯彻“预防为主，积极扑救”的方针，真正做到早发现、早解决，需要采用先进技术，用高科技手段来加强森防工作，在最短的时间内做出决策和调度，从而为森林灭火赢得宝贵时间，最大限度地减少损失。

    传统的视频监视方式依靠值班员24小时轮流观测，昼夜监控和判断各个监视点传来的现场视频图像。为有效解决传统视频监视方式下，值班员长时间监控易疲劳和工作效率等问题，可以将视频监控系统与GIS地图结合，实现高效精准管理。森林防火监控预警管理系统应运而生，它和森林防火应急指挥管理系统并行工作，是体现在日常工作的预控性管理手段，可实现预先发现、及早解决和有效预控，从而加强森林防火监控管理。将“平时”的森林防火监控预警管理与“战时”的森林防火应急指挥管理有效地结合起来，通过GIS地图综合显示，可有效提高森林防火工作的总体管理水平。

GIS地图综合显示火险信息

    一旦烟火自动识别模块判断出图像上有疑似火点，立即自动发出报警，通知监测人员，同时在 GIS地图上进行火情自动跟踪和交互确认，如果确认火情，发出正式的林火报警信息。GIS地图可按图层方式显示，同时打开多张地图，对同一数据可多次调入地图，以不同的图示符号快速显示。利用图层列表可控制地图窗口的显示内容、状态、顺序及表现形式。

自动显示识别与GIS地图相结合

    该系统支持从防火监控区域内的各个气象监测点，动态采集处理和存储温度、湿度、气压、风向、风速等气象数据，并实时在GIS地图上显示。

GIS系统实时显示气象数据

    其他行业监控系统的GIS应用

    针对银行的盗窃、抢劫、诈骗犯罪活动日趋上升，部署视频监控系统可以实现对全市离行式和在行式ATM机及营业网点监控设备远程监管。通过GIS地图把各网点ATM机或网点的探头在地图上直观标注。出现警情时，可第一时间联动GIS地图定位，通过银行专用IP对讲系统对现场做双向语音通话确认，与视频监控画面复核联动。银行运钞车监控系统通过GIS地图可以实时显示行驶轨迹和车内外状况，确保安全。

    近年来出现的学校伤害事件和校园附近的交通事故日益增多，学生安全已经成为刻不容缓的事情，中小学可采用视频监控系统对围墙和出入口监控，通过专网将每所学校的监控视频汇总到上级管理部门，结合GIS地图远程巡视并对异常事件实时定位联动，实现辖区以及全市的校园联网监控，保证给学生安全的学习环境。此外，校园巡考系统不仅要关注各考场内部的情况，试卷押运车从考试中心运到考场的过程也需要通过GIS地图实现全程监控。

    加油站点多面广，物品易燃易爆，社会治安复杂，全面建设人防、物防、技防相结合的防控体系势在必行。为实现面向全市乃至全省的加油站联网监控，可以将GIS地图与加油站视频监控系统结合，从而实现对监控设备和消防设备进行日常巡检，实施有效管理。

   GIS地图应用于监控系统的瓶颈

    目前，GIS系统与视频监控系统做集成联动时，由于监控系统的点位规模逐渐增大，使数据量飞速增长，报警信息逐渐增多，GIS系统压力也随之增大，而政府不同部门对地图信息的共享需求也对使一致性和流畅度提出了更高要求。服务器方面需要高配硬件，大系统甚至需要服务器集群;网络方面需要千兆以上网络;数据方面，要依托大型数据库，才能实现大量点位的分层显示，报警信息分级别、分时间段、分用户递送。

   结束语

    视频监控产品在平安城市、智能交通、金融、石油石化等行业的大规模应用，使得用户对安防系统的效能管理、系统运维、操作易用性提出了更高的要求，应用GIS系统所建立的空间数据模型，使智能化视频监控的作用得到了更大的发挥，也为安防设备的优化利用提供了有力的保障，用户使用建立在GIS基础上的视频监控系统，更加直观快捷。未来，GIS地图会深化到视频监控系统的应用中，并朝着智能化、实战化、平台化发展。

    【作者单位：天津天地伟业数码科技有限公司】