基于MapX技術的限制類物品定位跟蹤系統的應用

王春才 孫媛媛 李英韜 楊玉東 張 瑜

(1.長春理工大學計算機科學技術學院，吉林 長春130022；2.長春市萬易科技有限公司工程研究中心，吉林 長春130000)

0 引言

本系統集成物聯網、GIS、北斗定位、無線跳頻通訊技術、加密認證技術于一體，對貴重、限制類物品、監視物體和指揮中心建立信號聯系，使指揮中心可以隨時查看貴重或限制類物品的具體位置、狀態。一旦發生貴重或限制類物品脫離監視范圍，將進行不同級別的報警，從而實現限制類物品安全管理的目標。

本產品適用于固定的場所內、車載運輸過程中、開放的大范圍試驗場地和人群聚集的場所中的貴重或限制類物品保護。

報警產品是最早進入中國民用市場的安防產品之一，可從來沒有像硬盤錄像機、監控攝像機一樣火爆過。在上世紀八十年代和九十年代初，人們安全意識并不強，市場也不大，報警產品市場發展比較緩慢；現在處于安防市場快速增長期，又被監控產品的風頭蓋過。甚至因為報警產品受周邊環境影響較大而誤報率比較高，一些從事報警服務的企業把報警產品與視頻監控聯動，實時查看報警情況的真假，達到降低出警成本目的。從市場發展趨勢來看，報警產品已經成為視頻監控系統的一部分。然而，報警系統作為整個大安防系統中的基礎系統和核心系統，不可或缺。事實上，長期以來，國內報警產品市場都是國際品牌、國內知名品牌、地方品牌各自盤踞一方，割地封侯，占據不同層次市場，和監控產品相比似乎能叫得出名字的報警品牌并不多。

基于物聯網的限制類物品定位跟蹤系統，作為報警類別產品，是以物聯網為基礎的全程可控信息化管理體系，將極大提升相關領域的管理、管控水平，可以做到將限制類物品在統一模式管理之下，做到實時跟蹤、實時管理、即時補救，第一時間預防事故發生，有效降低人為失誤和人為過錯，避免限制類或貴重物品的重大損失。

1 利用MapX構建地圖應用

1.1 圖層控制和匹配

MapX中載入的地圖是在其自帶的圖層管理工具GeosetManager中創建的*.gst文件，該文件實質上包含了一個圖層組，規定了組中各個圖層的名稱、屬性及它們的疊加順序。圖層組中的圖層既可在設計階段存在*.gst文件中，又可在程序運行階段利用MapX提供的圖層控制功能動態進行圖層的添加、刪除等各項操作。在進行圖層匹配時，所有圖層必須使用一致地投影方式才能精確匹配。

1.2 編輯、查詢和空間分析

這是地圖應用中最基本和最重要的功能。程序設計人員可以通過MapX的一個稱為Feature的對象來訪問圖層中的空間對象。MapX提供了四種類型的Feature對象：區域、點、線、文本。編程人員通過Feature可以在地圖窗口中創建、修改或刪除區域、點、線和文本實現對地圖的編輯；MapX提供了多種標準工具，要在應用中實現對地圖的縮放、瀏覽、選擇等功能，只需要引用MapX提供的相關的方法或屬性便可完成對地圖的查詢，也可根據實際情況自已創建自定義工具，以完成特殊功能；對于地理信息的統計、空間分析，可用MapX提供的相關的方法或屬性來實現，對于非地理信息則要根據實際情況利用程序開發語言來實現。

1.3 引用地理數據庫

GIS中的數據庫有兩種：地理數據庫(存儲地理信息)和非地理數據庫(存儲非地理信息)。需要強調的是，不需要把所有的數據都與地理信息相匹配，存儲于地理數據庫中，有些數據可以獨立存儲為非地理數據庫。對于非地理數據庫，則可用面向對象編程語言實現對其的訪問、控制。

2 系統功能

基于物聯網的限制類物品定位跟蹤系統，作為報警類別產品，是以物聯網為基礎的全程可控信息化管理體系，將極大提升相關領域的管理、管控水平，可以做到將限制類物品在統一模式管理之下，做到實時跟蹤、實時管理、即時補救，第一時間預防事故發生，有效降低人為失誤和人為過錯，避免限制類或貴重物品的重大損失。使貴重物品具備實時跟蹤、定位、回放和報警等功能，以及相應準確、完整的地理信息。實時更新的電子地圖等需求成為亟待解決的問題。地圖控制是車輛監控系統的基礎和最終表現形式。圖1是以長春市地圖為例的監控系統在地圖中添加物體、設備實時位置的監控操作界面。

本系統從物品監控的基本要求出發，具備了以下主要功能：

圖1 以長春市地圖為例的監控系統在地圖中添加物體、設備實時位置的監控操作界面Fig.1 The operation interface in the supervised system of the example about the map in Changchun added goods,instrument real time position

圖2 設備圖元進行監控界面Fig.2 The supervised interface of instrument feature

2.1 地圖基本功能

電子地圖能夠實現基本的地圖放大、縮小、漫游、刷新、顯示經緯度等功能。

1）地圖放大功能

點擊“放大”按鈕，光標會呈現放大鏡狀。此后，當鼠標在地圖上某一點單擊時，地圖會以該點為中心放大一倍比例尺顯示；當鼠標在地圖上成一矩形框放大時（即按下鼠標左鍵并移動光標到適當位置），屏幕將以無級縮放的形式顯示矩形框指定范圍內的地圖。拉出的框長寬比可能與顯示屏長寬比不一致，但顯示時可以自動調整到最佳狀態。隨著地圖不斷放大，可顯示的層數將逐漸增多，電子地圖內容也會越來越豐富。這樣，通過調整放大的級別，達到在計算機屏幕上對大范圍的縱觀全局以及細查局部的效果；當然，地圖也不是越大越好的，為實現最佳顯示效果，地圖放大若干倍后就不宜再放大了。點擊右鍵，地圖放大功能取消。

2）地圖縮小功能

點擊“縮小”按鈕，光標將會呈現縮小鏡狀。在地圖上任一位置單擊鼠標左鍵，地圖將以該點為中心縮小一倍比例尺顯示。隨著地圖的不斷縮小，可顯示的圖層數和地物內容也會相應的減少，當地圖縮小到比全圖顯示還要在小時就不會再縮小了。若地圖偏離窗口中央，系統會自動將地圖拉回到窗口中央顯示。

3）地圖漫游功能

點擊“漫游”按鈕，光標呈手狀，將光標移至某一位置按下鼠標左鍵不放并移動，地圖將向拖動方向連續漫游，此時地圖顯示的比例尺和圖層數將保持不變。當光標在地圖上移動到顯示窗口的邊界或四角時，光標會變成方向箭頭狀，此時應當點擊光標地圖向反方向移動。

4）地圖刷新功能

用戶隨時可以刷新顯示電子地圖。

5）顯示經緯度

可以直接顯示當前鼠標所在點的經緯度大小。

6）距離量測功能

跟蹤用戶當前鼠標的拖動過程，得到兩個結點的坐標之后可以方便的進行計算得出距離。

2.2 地圖的監控回放功能

1）定位監控

車載上的GPS接收機通過全球定位衛星獲得當前物品、設備的定位信息，然后通過物品標識器、個人攜帶器將經緯度和車輛頻度信息發送給控制中心。中心可實時、動態地獲得各物品或者設備的定位和頻度信息。

圖3 設備包括的物品列表監控界面Fig.3 The supervised interface of instrument feature including goods lis

圖4 物品的回放滾跡監控界面Fig.4 The supervised interface of the goods tracing pan

圖5 物品設置不同的時間間隔的回放軌跡監控界面Fig.5 The supervised interface of the goods tracing pan about different time intervals

2）監控查詢

可對物品、設備的監控信息進行查詢、修改、補充地圖中每一個Fearture對象的具體信息。

3）軌跡回放

物品、設備執行完某一次行駛任務后，其路線將被保存下來，可重新將該物品、設備軌跡及當時的地理信息在電子地圖各種不同的圖層上重新顯示出來，通過設定時間，回放不同時間段的軌跡。 查找定位 可查找地圖中任一Fearture對象，并將該對象定位在地圖窗口的中央。

4）地圖控制及實現

圖層的各種操作 用戶可通過對圖層的操作瀏覽不同的地圖界面。由于圖層較多，一般使用時不會用得到所有圖層，而且所有圖層都顯示在地圖窗口中較混亂，所以一般是有選擇的讓某些圖層顯示在窗口中。

3 實驗結果與討論

3.1 實驗結果

圖2是對設備圖元進行監控界面，超出了區域邊界，進行報警顯示，報警分為短信報警、聲音報警。圖3并報告此處設備包括的物品列表。

圖3并對此物品列表進行提示。

圖4是物品的回放軌跡監控界面。

圖5是物品設置不同的時間間隔的回放軌跡監控界面

3.2 實驗結論

MapX地圖技術能很好的實現物品、設備的跟蹤定位、回放和報警等功能，獲得完整的地圖是本系統的難點。設備的精度也是本系統開發遇到的關鍵問題。本系統在獲得物品標識器、個人攜帶監視器的位置信息后因精度有限，獲得的位置與地圖上的位置有一定的差距，本系統采用線性擬合算法對經緯度坐標進行校正，在滾跡回放時采用樣條插值算法對遺漏的點進行插值，提高監控物品的精度。本系統在對大量物品在區域范圍內外進行反復測試，報警識別率能達到99%以上，誤判率為1%，物品的中心在區域邊界時，報警率顯著下降，為了提高報警率，在以后的工作中在邊界上要進行邊界上的報警的研究。

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