應用Adobe FMS與AIR的視頻GIS設計與實現

宋宏權，陳 郁，孔云峰

（河南大學 環境與規劃學院，河南開封475004；河南大學 中澳地理信息分析與應用研究所，河南開封475004）

應用Adobe FMS與AIR的視頻GIS設計與實現

宋宏權，陳 郁，孔云峰

（河南大學 環境與規劃學院，河南開封475004；河南大學 中澳地理信息分析與應用研究所，河南開封475004）

地理視頻是地理空間表達的新方式，是對傳統多媒體地圖的擴展。采用Adobe FLV格式存儲和發布視頻數據，使用OGC KML標準描述地理位置，在Adobe Flex網絡多媒體開發環境中，通過AIR技術整合Adobe FMS視頻、Google Maps地圖和KML數據，進行地理視頻數據的管理、播放和交互等操作。軟件開發實驗表明該技術方案是可行的。

地理視頻；Adobe FMS；Adobe AIR；Mashup

地理視頻（GeoVideo）是將視頻數據與地理位置集成，獲得具有動態地圖參照的視頻影像。常規地理數據包含位置、時間和屬性，是對現實世界的抽象描述；而視頻影像是直觀、具體的，是對現實世界的形象描述。地理視頻結合地圖和視頻的優點，幫助我們更直觀地認識和表達地理空間。視頻地理信息系統（VideoGIS）是用來采集、編輯、管理分發和應用地理視頻的信息系統。地理視頻與視頻地理信息系統在線性設施管理、地理教育、旅游等領域具有應用價值。

近年來，國內外學者對地理視頻和視頻GIS進行了研究。Berry在2000年提出了視頻地圖系統框架，即在視頻的一個聲道中記錄精確的位置和時間數據，并提出了數據的外業采集、處理與應用方案[1]。Navarrete在2003年將視頻影像和地理信息相結合，建立了視頻片段的地理索引，并生成了能在地理環境中調用的超視頻[2]。Hwang等提出了將 MPEG-7元數據方案用于位置相關服務[3]。Lee提出了移動制圖系統4S-Van設計[4]?？自品逶诠饭芾眄椖恐型瓿闪艘粋€公路視頻GIS，實現了視頻和地圖的同步播放和交互查詢[5]。國內武漢大學成功開發移動道路測量系統，快速地采集道路及道路兩旁地物的空間位置數據和屬性數據，并致力于可量測影像系統開發[6]。郭浩等設計了一個視頻GIS數據采集系統，對視頻數據和地理空間信息進行了有機集成，生成了視頻對應的空間信息視頻索引文件[7,8]。這些研究為視頻地理信息系統開發和應用奠定了基礎。

1 相關技術

基于視頻地理信息系統的研究進展和Web視頻技術的最新發展，本文嘗試利用Adobe FMS、AdobeAIR、Mashup等技術，在Flash中實現地理視頻的分發、播放和交互操作。重點討論視頻GIS體系結構、系統設計和實現。FMS是多媒體應用程序開發框架和部署環境，采用Flash的FLV視頻格式、高質量的視頻編碼解碼器、RTMP實時消息協議及可編程的緩沖控制，使得發布的流媒體能夠在瀏覽者發出播放命令之后立即播放。AIR技術是應用web所基于的HTML、JavaScript/ ActionScript和CSS，將其與Flash技術集成為桌面運行時，使其部署可以基于桌面且能夠跨平臺。Mashup技術是將互聯網上的不同的資源整合到一起實現的應用。本系統嘗試使用AIR技術構建基于web的桌面應用程序，并結合Mashup將視頻服務、地圖服務等聚合實現地理視頻的網絡應用。

2 系統設計

視頻 GIS主要包括地理視頻數據的采集、編輯、描述、管理、分發和應用等部分組成。基于OGC地理數據標準、常見視頻數據國際標準和行業領先的Adobe技術體系，本文提出了視頻GIS體系結構，如圖1所示。

圖1 視頻GIS系統架構圖

通過系統技術路線（如圖2所示）實現視頻 GIS基本功能：1）通過視頻轉換軟件將同步采集到的視頻（AVI等格式）轉換為FLV格式；2）編寫程序將GPS數據（GPX等格式）轉換為KML格式；3）通過Adobe FMS將 FLV視頻發布；4）在 FLEX平臺下，利用Mashup技術，將Google地圖服務、視頻服務和KML地理描述服務聚合實現地理視頻的基本功能。

圖2 基于Adobe技術的視頻GIS系統設計

3 原型系統開發

系統分為地理視頻編輯、描述、分發、檢索與同步播放等模塊，其核心是視頻地圖的同步播放。采用的試驗數據是在河南大學金明校區主干道同步采集視頻影像及其GPS數據。

1）地理視頻編輯。地理視頻采集時同步采集空間位置信息，對采集到的視頻（AVI等）用視頻轉換軟件轉換為FLV格式的視頻文件，并對轉換后的FLV視頻文件有規則的命名。把命名好的FLV文件放在對應的 FMS視頻服務器應用目錄下，待檢索后給 Flex的VideoDisplay控件播放。

2）地理視頻描述。對于同視頻同步采集得到的GPS數據，通過編程轉換為OGC的KML文件來對地理位置和視頻的時間幀進行描述。KML是基于XML的，它在網絡上有很好的傳輸讀取性能，轉換后的KML文件的結構為：

其中longitude和latitude分別為視頻開始時間為StartTime，結束時間為EndTime的地理位置坐標。同樣對轉換后的KML文件有規則的命名。并將其放在對應的視頻文件管理目錄下，檢索后調用KMLManage類讀取相應的KML文件，將KML文件信息傳遞給視頻播放要調用數組變量，視頻播放時能夠實時讀取其對應的坐標信息，從而完成與視頻與地圖的通訊。

3）地理視頻管理與分發。將地理位置描述文件存放在要發布的虛擬目錄中，視頻文件存儲在FMS對應的應用下進行發布，分別得到描述文件 URL和視頻URL。地理視頻的管理是通過建立視頻元數據庫來完成的，在Adobe Flex開發環境下運用AIR內嵌SQLite數據庫建立元數據庫，本系統簡單的建立了一個數據庫表（見表 1）用于存儲地理視頻元數據，可用 SQL結構化查詢語言來對其進行添加、刪除、更新等操作，通過元數據庫可實現地理視頻的檢索。

4）地理視頻檢索與播放。運用封裝起來的SQL語句對元數據庫中的路線名、路線經過的地點進行模糊查詢（見圖3左），點擊檢索結果顯示對應的視頻元數據，將所選結果的Video_URL、Position_TimeURL值分別傳遞給VideoDisplay控件的source屬性和處理描述文件的KMLManage類，點擊播放按鈕，將播放該地理視頻（見圖3右），左側為電子地圖，右側為要播放的視頻，播放時實時的顯示視頻當前時間幀對應的空間位置等信息，用戶通過拖放按鈕能在任意的視頻位置與地圖交互。同時地圖中顯示了該視頻所對應的路線，實時顯示視頻播放時所對應的位置，并以不同顏色現實已播放的路段。由于篇幅限制，不對其實現代碼作詳細闡述。

表1 元數據庫表

圖3 視頻地圖檢索交互截圖

4 結論與展望

軟件開發實驗表明，運用FMS、AIR結合Mashup技術開發視頻GIS是可行的，通過整合網絡和本地資源，實現視頻與地圖的同步播放與交互。采取本方案的視頻GIS優點有：1）技術流程簡單、實用；2）Adobe AIR技術的應用可以在多種操作平臺上運行；3）運用FMS可以實時快速地對視頻流進行讀?。?）用KML描述地理視頻位置能在網絡環境中快速讀取與傳輸，同時在應用中可對地理視頻描述擴展。本技術方案實現的視頻GIS可以用來對道路、河流等線性設施可視化與管理，也可應用于地理教育、旅游宣傳、城市管理等領域。

本系統只實現了一部分功能驗證了該方案的可行性，還有很多工作有待于進一步完善。基于本方案的基礎上擴展實現實時地理視頻采集與傳輸，可應用于現場事件調查、實時交通管理、行政偵察、交通導航等。本系統使用的數據是二維空間數據，可將其擴展到三維。這些功能的實現有待于進一步研究與完善。

[1] Berry JK.Capture'Where' and 'When'on Video-Based GIS[J]. GEOWORLD,2000(9):26-27

[2]LeeS Y,Kim SB,Choi JH.4S-Van:A PrototypeMobileMapping System for GIS[J].Korean Journal of Remote Sensing,2003(1): 91-97

[3] Tae-Hyun Hwang,Kyoung-Ho choi,In-Hak Joo etc.MPEG-7 metadata for video-based GIS applibcation[C].IEEE Press, 2003，3 641-3 643

[4] Lee S Y,Kim S B,Choi J H etc.Design and Implementation of 4S-Van:A Mobile Mapping System[J].ETRI Journal,2006(3): 256-273

[5] 孔云峰.一個公路視頻GIS的設計與實現[J].公路,2007(1): 119-121

[6] 李德仁,郭晟,胡慶武.基于3S集成技術的LD2000系列移動道路測量系統及其應用[J].測繪學報,2008,37(3):272-276

[7] 郭浩,孔云峰.視頻GIS數據采集系統的設計與實現[J].地理空間信息,2008,6(2):81-84

[8] 郭浩.視頻GIS數據采集系統的設計與實現[D].河南：河南大學碩士學位論文，2008

Design and Im p lementation of VideoGIS Using Adobe FMS and AIR

SONG Hongquan,Chen Yu,KONG Yunfeng
(College of Environment and Planning,Henan University,Kaifeng 475004，China;China-Australia Cooperative Research Center for Geoinformation Analysis and Applications,Henan University Kaifeng 475004，China)

GeoVideo is a new approach to express our geo-spatial environment,it is the extension of traditional multimedia map.In this paper we adopt Adobe FLV as the video format to store and release our video data,using the st and ard OGC KML as the description of geographical spatial location.In the development environment Adobe Flex ofmultimedianetwork,through theintegrationof Adobe FMSvideo,GoogleMaps and KML datause the technology of Adobe AIR.Finally we achieve the results that the management of geovideo,the synchronous playback between E-map and geovideo and their interaction.This experiment indicates that this technical solution is available.

GeoVideo;Adobe FMS;Adobe AIR;Mashup

2009-09-15

項目來源：國家自然科學基金資助項目 (40771166)；高等學校博士學科點專項科研基金資助項目 (20070475001)。

P208

B

1672-4623(2010)02-0093-03

宋宏權，碩士，主要研究方向為地理信息系統開發與應用。