GIS和安防的整合最初見于RFID、GPS或者無線定位應(yīng)用。無論是RFID還是無線定位，其基礎(chǔ)模式就是把攜帶無線終端的人、車或者其它物體的位置信息展現(xiàn)出來，當(dāng)然，展現(xiàn)位置最好的方法就是把位置展現(xiàn)在地圖上，此時(shí)GIS系統(tǒng)理所當(dāng)然地體現(xiàn)出其獨(dú)有的優(yōu)勢，成為了這些定位應(yīng)用的基礎(chǔ)平臺(tái)。最為典型的就是車輛定位管理系統(tǒng)，利用GPS定位信息和GIS地圖進(jìn)行整合，整個(gè)車隊(duì)的位置信息可以一覽無余地展現(xiàn)在眼前。
當(dāng)安防遇見GIS
如果說定位類安防應(yīng)用和GIS的整合還屬于顯而易見，那么視頻監(jiān)控和GIS的整合就顯得不那么直接了。視頻監(jiān)控和GIS的整合從功能上講有兩類，一類是當(dāng)前較為常見的把攝像機(jī)的位置信息標(biāo)定在地圖上，以便于快速地選擇攝像機(jī)。這類應(yīng)用往往在城市監(jiān)控類大型CCTV系統(tǒng)上優(yōu)勢較為突出，上海市的城市監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)在上世紀(jì)90年代末就已經(jīng)開始利用這類技術(shù)提升管理效率，但是這類GIS或者類GIS應(yīng)用尚不能真正體現(xiàn)GIS的數(shù)字化特性。
真正體現(xiàn)GIS數(shù)字化定量監(jiān)控效力的是第二類應(yīng)用，就是把云臺(tái)的PTZ動(dòng)作和GIS地圖進(jìn)行整合。眾所周知，常見的攝像機(jī)PTZ動(dòng)作都只能指揮攝像機(jī)向上、下、左、右旋轉(zhuǎn)，或者拉近、推遠(yuǎn)，但是如果仔細(xì)研究PELCO-D的擴(kuò)展協(xié)議就不難發(fā)現(xiàn)，在協(xié)議中還具有向左旋轉(zhuǎn)多少度，向下俯視多少度的指令。有了這個(gè)指令協(xié)議你就不難想象如何和GIS發(fā)生“聚變”的反應(yīng)了。將支持PELCO-D(或者類似協(xié)議的)PTZ攝像機(jī)和GIS進(jìn)行整合，那么對(duì)于目標(biāo)的定位監(jiān)控已經(jīng)完全可以脫離預(yù)置位或者人工定位的“定性”管理范疇，操作者完全可以通過在地圖上選擇一個(gè)目標(biāo)，然后通過GIS系統(tǒng)計(jì)算出和攝像機(jī)間的夾角和距離，那么通過調(diào)用絕對(duì)定位的指令協(xié)議就可以一次性定位目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的精確視頻監(jiān)控，把人工“定性”操作過程簡化為一個(gè)“精確定位，瞬間到達(dá)”的“定量”過程。事實(shí)上早在本世紀(jì)初上海市政府的某些部門中就已經(jīng)有了此類應(yīng)用的多個(gè)成功案例。
在PELCO-D的擴(kuò)展協(xié)議中，水平的角度分解可以精確到36000等分，也就是說一個(gè)圓周的精度可以達(dá)到0.01度(圖1)。也許有人會(huì)問0.01度的精確位置是否對(duì)監(jiān)控有價(jià)值呢?的確，如果監(jiān)控的范圍是幾十米，一百多米，有否這個(gè)必要的確值得商榷，但是如果監(jiān)控?cái)U(kuò)展到10km呢?以一個(gè)1100mm鏡頭配合1/3”CCD攝像機(jī)為例，其水平像場是0.25度(水平像場寬43m)，0.01度的誤差，在10km外的線誤差是1.8m，如果目標(biāo)在邊緣，那么完全可能喪失目標(biāo)。設(shè)想如果基于傳統(tǒng)的“定性”監(jiān)控方式，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)云臺(tái)攝像機(jī)，實(shí)際上是根本不可能達(dá)到0.01度那么精確，只需要1度的誤差，前端174m的偏離即使目標(biāo)是一棟房子也足以丟失目標(biāo)。在如此嚴(yán)苛的條件下，只有基于GIS的精確計(jì)算再配合具有絕對(duì)定位功能的云臺(tái)攝像機(jī)進(jìn)行“定量”的監(jiān)控，才能真正捕捉到目標(biāo)，實(shí)際上這種功能在超長距監(jiān)控中具有極高的應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)前除了Pelco系列的云臺(tái)和Honeywell ACUIX系列的攝像機(jī)支持?jǐn)U展的PELCO-D絕對(duì)定位協(xié)議外，更有一些日系的云臺(tái)攝像機(jī)廠商，如日本肯高，更提供了達(dá)到0.001度甚至更高的定位精度，而這些優(yōu)秀的特性只有在基于GIS為基礎(chǔ)的“定量”監(jiān)控應(yīng)用中才能發(fā)揮真正的效力，而正是這種“定量”的安防應(yīng)用，才使安防行業(yè)看得更遠(yuǎn)，看得更好。
“大安防”& GIS
如果向更深層次發(fā)展，當(dāng)前廣泛被討論的“大安防”應(yīng)用模式更是離不開GIS的基礎(chǔ)平臺(tái)。所謂大安防的解決方案實(shí)際是把定位應(yīng)用、報(bào)警應(yīng)用、視頻應(yīng)用等多技術(shù)門類綜合在一起以實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定的用戶需求。以某品牌的RVS雷達(dá)周界為例，利用雷達(dá)對(duì)目標(biāo)定位并實(shí)時(shí)提供入侵者目標(biāo)地理位置的特性實(shí)現(xiàn)視頻攝像機(jī)追蹤復(fù)核并報(bào)警的管理目標(biāo)。這是一種典型的多技術(shù)應(yīng)用，其中雷達(dá)作為一個(gè)可提供“定量”信息的設(shè)備，把入侵者從入侵前到入侵后的軌跡以位置點(diǎn)的信息提供給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)則需要通過“一種特定的技術(shù)手段”把這個(gè)位置信息“翻譯”為云臺(tái)攝像機(jī)所能識(shí)別的角度和距離信息，而云臺(tái)攝像機(jī)則是根據(jù)它所能識(shí)別的角度和距離信息不斷地精確調(diào)整所看的位置才能以連續(xù)的形態(tài)追蹤到入侵者，從而給安防管理人員以判斷和處理的依據(jù)。而這個(gè)“特定的技術(shù)手段”實(shí)際就是GIS，其把雷達(dá)提供的入侵者的位置“翻譯”為一個(gè)地理坐標(biāo)，并通過計(jì)算形成攝像機(jī)所能識(shí)別的角度信息，實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)始終地追蹤該目標(biāo)?？梢奟VS這種把周界管理從“線”擴(kuò)展到“面”并提供事前、事中和事后判斷的能力其基礎(chǔ)在于GIS。
誕生至今，安防已經(jīng)從純?nèi)蹼姂?yīng)用走向數(shù)字化應(yīng)用，可以預(yù)見，在未來的5-10年內(nèi)，安防應(yīng)用將完全擺脫傳統(tǒng)弱電的形態(tài)而形成一種以IT技術(shù)為主導(dǎo)的全數(shù)字化的工程門類。IT技術(shù)中的大量概念和技術(shù)會(huì)不斷地滲透入安防應(yīng)用，無論是基于圖像的數(shù)字處理還是基于位置的GIS管理，都將是安防領(lǐng)域一項(xiàng)重要技術(shù)手段，IT應(yīng)用中“數(shù)字”、“定量”的概念將逐步改變安防的基礎(chǔ)理念，“定量”會(huì)使安防變得更加精確和快捷，而其中位置的“定量”應(yīng)用無疑就是GIS，地理信息系統(tǒng)。
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