隨著城市安防系統(tǒng)越來越龐大，我們所面臨的問題也逐漸趨多。首先，每個城市所管轄的范圍都十分大，當(dāng)在工作的監(jiān)控點達(dá)到一定數(shù)量的時候，難以有效地對每個監(jiān)控點進(jìn)行管理。事件關(guān)注點和周邊監(jiān)控點的位置及對應(yīng)關(guān)系，對高級指揮中心管理人員來說是無法有效協(xié)調(diào)的，這樣在多監(jiān)控點協(xié)同追蹤犯罪方面效率就受到極大的影響；其次，指揮人員在應(yīng)對突發(fā)事件時除了需要查看現(xiàn)場實時及歷史圖像外，還急切地需要了解監(jiān)控點周邊的道路狀況、建筑物分布、市政設(shè)施、以往該區(qū)域歷史報警事件等相關(guān)信息，才有利于指揮人員的高效決策，及時有效地打擊犯罪、預(yù)防犯罪，保護(hù)人民群眾生命財產(chǎn)安全。
對于城市道路、高速公路、林區(qū)、景區(qū)等地域分散、點多面廣的安保需求用戶來說，同樣面臨著與上面類似的問題。下面將以GIS與安防系統(tǒng)的融合來分析上述問題的解決方法。
GIS是空間信息決策系統(tǒng)
GIS是Geographic Information System的縮寫，簡稱地理信息系統(tǒng)。地理信息是指表征地理系統(tǒng)諸要素的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、相互關(guān)聯(lián)性和變化規(guī)律的數(shù)字、文字、圖像與圖形等的總稱。地理信息屬于空間信息，其位置的識別是與數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起的，凡是與空間位置有關(guān)的信息都屬于地理信息，具有區(qū)域性、多維結(jié)構(gòu)特性和動態(tài)變化的特性。故GIS可定義為：“用于采集、存儲、管理、處理、檢索、分析和表達(dá)地理空間數(shù)據(jù)的計算機(jī)系統(tǒng)，是分析和處理海量地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù)”。從GIS系統(tǒng)應(yīng)用角度，可進(jìn)一步定義：“GIS由計算機(jī)系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)和用戶組成，通過對地理數(shù)據(jù)的集成、存儲、檢索、操作和分析，生成并輸出各種地理信息，從而為土地利用、資源評價與管理、環(huán)境監(jiān)測、交通運(yùn)輸、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城市規(guī)劃以及政府部門行政管理提供新的知識，為工程設(shè)計和規(guī)劃、管理決策服務(wù)。”這是一種決策支持系統(tǒng)，具有信息系統(tǒng)的各種特點。
上世紀(jì)80、90年代是GIS的推廣應(yīng)用階段。由于計算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，在性能大幅度提高的同時，價格迅速下降，特別是工作站和個人計算機(jī)的出現(xiàn)與完善，使GIS的應(yīng)用領(lǐng)域與范圍不斷擴(kuò)大。GIS與衛(wèi)星遙感技術(shù)相結(jié)合，開始用于全球性問題的研究，如全球氣候變化和監(jiān)測、沙漠化、可居住區(qū)評價、厄爾尼諾現(xiàn)象及酸雨、核擴(kuò)散及核廢料等；以土地利用、城市規(guī)劃等為主宏觀管理應(yīng)用，可深入到各個領(lǐng)域解決工程問題，如環(huán)境與資源監(jiān)測、工程選址、設(shè)施管理、緊急事件響應(yīng)等。
目前，GIS的應(yīng)用在走向區(qū)域化和全球化的同時，己滲透到各行各業(yè)，與此同時，GIS也從單機(jī)、二維、封閉向開放、網(wǎng)絡(luò)(包括Web GIS)、多維的方向發(fā)展。
GIS與安防系統(tǒng)融合的可行性與實現(xiàn)原理
GIS是一門描述及管理空間信息的學(xué)科，而安防系統(tǒng)需要解決的是特定區(qū)域或位置的安全防范問題，為相關(guān)部門打擊、預(yù)防犯罪服務(wù)，這種需求為安防系統(tǒng)與GIS融合提供了理論基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)的GIS應(yīng)用系統(tǒng)由五個主要部分構(gòu)成，即硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員和方法。數(shù)據(jù)是GIS應(yīng)用系統(tǒng)最基礎(chǔ)的組成部分，針對與安防的結(jié)合而言，最關(guān)鍵的是數(shù)據(jù)融合的問題。
地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)包括兩大類型：一是利用空間數(shù)據(jù)確定圖形和制圖特征的位置，這是以地球表面空間位置為參照的，根據(jù)地理實體的空間圖形表示形式，它們的數(shù)據(jù)表達(dá)可以采用矢量和柵格兩種組織形式，分別稱為矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；二是利用非空間的屬性數(shù)據(jù)反映與幾何位置無關(guān)的屬性，即通常所說的非幾何屬性，它是與地理實體相聯(lián)系的地理變量或地理意義，一般經(jīng)過抽象的概念，通過分類、命名、量算、統(tǒng)計等方法得到。在安防系統(tǒng)中采集到的特定坐標(biāo)點監(jiān)控圖像、報警信息都可以作為GIS的非空間屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，進(jìn)而與其他非空間屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，這樣才可能為數(shù)據(jù)平臺提供更靈活的安防指揮配置與更高效的管理。
在GIS中，地理數(shù)據(jù)由圖層組成。圖層是具有共同主題或類型的地理索引數(shù)據(jù)集，例如海岸線、道路、地形、城鎮(zhèn)、公共用地。GIS用戶可選擇基本地圖，通常是關(guān)鍵圖層集合（如海岸線、道路），再疊加選擇的圖層，比如在GIS系統(tǒng)前期數(shù)據(jù)采集中，可對每個監(jiān)控點的GPS坐標(biāo)點進(jìn)行采集，并對每個監(jiān)控點的有效監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行測算。采集到基本數(shù)據(jù)后，可在城市基本地圖的基礎(chǔ)上添加監(jiān)控點坐標(biāo)點位置及覆蓋區(qū)域圖層，由此可在城市基本地圖上非常直觀地看到城市安防監(jiān)控分布范圍及區(qū)域覆蓋面積。于是，當(dāng)調(diào)看任意一個監(jiān)控點視頻的時候，可以實時查看到該監(jiān)控點視角范圍之外的地形結(jié)構(gòu)，并確定與周邊監(jiān)控點監(jiān)控范圍的關(guān)聯(lián)，以便做到多攝像機(jī)實時切換、連續(xù)追蹤。
與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的前期建立、編輯、管理等問題對應(yīng)的是，實際使用中應(yīng)用最多的是空間查詢與分析。空間查詢與分析是GIS的核心與最重要的功能，也是GIS有別于其他信息系統(tǒng)的本質(zhì)特征。地理信息系統(tǒng)的空間分析可分為三個層次的內(nèi)容：空間檢索，包括從空間位置檢索空間物體及其屬性、從屬性條件檢索空間物體，實際應(yīng)用中包括查詢監(jiān)控點方位、所處環(huán)境等信息；空間拓?fù)浏B加分析，實現(xiàn)空間特征（點、線、面或圖像）的相交、相減、合并等，以及特征屬性在空間上的連接；空間模型分析，如數(shù)字地形高程分析、BUFFER分析、網(wǎng)絡(luò)分析、圖像分析、三維模型分析、多要素綜合分析及面向?qū)I(yè)應(yīng)用的各種特殊模型分析等。當(dāng)城市任意地點發(fā)生突發(fā)事件，指揮中心可以隨時查詢案發(fā)地監(jiān)控錄像，并且通過周邊建筑物、道路等信息查詢，可以分析罪犯的逃離路線及可能隱藏地點，甚至更進(jìn)一步地與其他空間從屬信息進(jìn)行聯(lián)動檢索，以確定周邊區(qū)域人口分布、高危人群信息以及以往報警事件信息等內(nèi)容，達(dá)到快速決策、快速處理的目的，并依據(jù)發(fā)案時間、地點預(yù)計罪犯的逃離速度與方向。于是，監(jiān)控中心可以直觀地建立以分析案發(fā)地為圓心任意半徑范圍內(nèi)監(jiān)控點的聯(lián)動分析模型，大大提高事后取證的效率，并且最大程度地減少工作中出現(xiàn)的遺漏。
由圖1可以看到，依據(jù)最底層的真實地貌，通過實地測繪或航片轉(zhuǎn)繪等方式可以生成遙感影像地形圖、高程圖等格柵數(shù)據(jù)，最終制作出包含地形與高程等數(shù)據(jù)的行政區(qū)劃地理全圖，這個地圖可以是格柵數(shù)據(jù)也可以是矢量數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)之上，可以制作專門的街區(qū)、路網(wǎng)分布地圖，或者依據(jù)實際需要制作其他圖層，比如監(jiān)控點位置及覆蓋區(qū)域等圖層類型，這些數(shù)據(jù)一般為矢量數(shù)據(jù)，以便于后期的編輯整理和應(yīng)用。
應(yīng)用前景
定位于安防的GIS系統(tǒng)為大型、超大型或?qū)I(yè)型安防系統(tǒng)的多數(shù)據(jù)融合、快速響應(yīng)、高效決策提供了實現(xiàn)的可能性，總體來說，GIS的建立對行業(yè)或客戶而言具有以下優(yōu)點。
為客戶的多系統(tǒng)融合提供了完備的數(shù)據(jù)及應(yīng)用平臺。GIS搭建后為客戶解決的將不僅僅是安防的實際需求，針對有空間數(shù)據(jù)的多種應(yīng)用，GIS可以同時給客戶提供一個高效、便捷的多系統(tǒng)應(yīng)用平臺。
安防系統(tǒng)中的設(shè)備可以最大化地得到利用。目前階段的安防系統(tǒng)正在實施著數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的概念，但這樣的系統(tǒng)嚴(yán)格來說還是存在著局限性：對系統(tǒng)搭建的實際意義缺乏一個科學(xué)有效的評價體系，站在城市安防系統(tǒng)管理者的角度，大型安防系統(tǒng)的效能管理、系統(tǒng)維護(hù)與調(diào)整缺乏直觀的數(shù)學(xué)模型來指導(dǎo)。而應(yīng)用GIS所建立的數(shù)據(jù)分析模型，用戶可以依據(jù)設(shè)定的評價體系得出客觀的分析數(shù)值，為安防設(shè)備的最大化利用提供了科學(xué)保障。
安防產(chǎn)業(yè)依托GIS概念或系統(tǒng)的實施可以得到更大的發(fā)展。搭建一套完備的GIS系統(tǒng)所需要的人力、技術(shù)、資金投入非常巨大，后期的系統(tǒng)維護(hù)與管理也非常繁重。對于目前競爭日益激烈的安防市場和日益飽和的客戶需求來說，安防產(chǎn)業(yè)首要考慮的應(yīng)當(dāng)是如何延伸安防系統(tǒng)的價值鏈，應(yīng)用更多的新技術(shù)或邊緣技術(shù)，在有效解決客戶實際需求的前提下把安防產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)，GIS在安防中的應(yīng)用就是一個非常好的發(fā)展方向。
安防應(yīng)用GIS可為供應(yīng)商提供更大的利潤空間。安防GIS系統(tǒng)的搭建除了硬件環(huán)境外，更多依賴于軟件開發(fā)和系統(tǒng)集成，有別于目前安防行業(yè)產(chǎn)品解決方案的低利潤率，其解決方案為解決方案供應(yīng)商提供了更大的利潤空間，而且針對不同客戶的個性化開發(fā)又為后期的系統(tǒng)擴(kuò)容或維護(hù)提供了更多排他性的可能。
維護(hù)與升級費用大幅度降低。GIS為安防系統(tǒng)省略前期數(shù)據(jù)采集后，大量的功能實現(xiàn)是通過軟件以系統(tǒng)集成的方式實現(xiàn)，在系統(tǒng)改造、升級方面可以最大化節(jié)約投資，針對系統(tǒng)功能的擴(kuò)展只需要增加或調(diào)整軟件的功能模塊即可，與目前很多監(jiān)控系統(tǒng)各種功能集成于硬件的解決方案相比，GIS后期維護(hù)和改造費用更加低廉。
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