基于移動GIS和Web GIS的城市物聯指揮應急平臺建設研究*

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基于移動GIS和Web GIS的城市物聯指揮應急平臺建設研究*

董迎紅,姜寶華,崔天明,劉瑋

(長春大學旅游學院,吉林 長春 130022)

摘要:隨著物聯網等新技術的發展，基于移動GIS和Web GIS的城市應急平臺的建設正逐漸成為新時期城市應急體系建設的重點和熱點.該文介紹了基于移動GIS和Web GIS的城市物聯網指揮應急平臺建設的主要內容和關鍵技術,以及在部分應急行業中的應用.

關鍵詞:物聯網；GIS；應急平臺

1物聯網的基本概念

物聯網是借助于互聯網實現并對后者的延伸，是“物物相連的互聯網”，即通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(GPS)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡.[1-2]

物聯網被稱作全球下一個萬億元級規模的新興產業之一，是繼計算機、互聯網之后，世界信息產業的第三次浪潮，是實現信息化與工業化融合、信息化與社會發展融合的重要途徑.

2城市物聯指揮應急平臺建設的意義和價值

近幾年，隨著中國城市化進程的深入,以及更多突發事件的發生，一些大中城市管理面臨著一個重大挑戰-如何更快更好地應對重大突發公共事件，這直接關系到人民的生命財產安全、社會穩定和國家安危.

隨著物聯網等新技術的發展，基于移動GIS和Web GIS的城市應急平臺的建設正逐漸成為新時期城市應急體系建設的重點和熱點.城市應急物聯網建設的重要性、迫切性都已為各級政府和業界所感知，但在應急領域如何建設應用方面，尚處于探索階段.[3-4]

物聯網給城市應急管理帶來了新契機.目前世界上美國、日本、韓國、歐盟等國家相繼提出自身的物聯網建設戰略，并加大在這方面的投入，期望能占據領先位置，成為世界信息產業領域發展的制高點.在國內，2009年8月國務院總理溫家寶明確提出了“感知中國”概念后，物聯網建設已經成為新時期的國家戰略.北京、上海、江蘇等地相繼承接國家戰略，提出了具有自身特色的物聯網發展戰略.在北京，2010年2月份北京發布了“感知北京”示范工程首批項目，包括城市公共安全監管與應急指揮、智能城市運行管理等，并在2011年提出全市應急管理物聯網“1+1+N”的示范應用體系建設計劃.

物聯網具有廣闊的行業應用前景，需求遍及公共安全、應急管理、智能交通、環境保護、政府工作、平安家居、智能消防、工業監測、老人護理、個人健康、花卉栽培、水系監測、食品溯源、敵情偵查和情報搜集等多個領域.

物聯網和應急的結合將給城市的應急平臺體系建設帶來新的發展契機，將傳統意義上的應急引向“物聯網+應急”的新應急概念.

3平臺建設的主要內容與關鍵技術

城市應急物聯平臺建設將有關行業領域的RFID、傳感器、攝像頭、GPS等與應急有關的物聯網基礎設施接入統一的基礎應急物聯網絡，利用政務網、互聯網、無線網，以及新建的傳感器網絡等實現的物聯網資源的信息傳輸，對有關物品和人等資源進行實時動態可追溯的管理和服務，在地理信息服務、應急資源物聯服務支撐平臺基礎上建成應急物聯網管理平臺、數據中心和共享交換平臺，通過各種方式向各級政府部門、社會公眾、企業單位等提供數據或服務.

基于GIS的城市應急物聯網平臺技術涉及傳感技術、傳輸網絡、服務平臺和應用集成等，其技術難點和關鍵技術如下.

(1)傳感器技術.重點需要傳感器廠商提供應急領域急需的高端傳感器產品，進而發展具有智能化的各種裝備，主要接口規范、編碼體系、測試規范、應用規范、數據傳輸、數據管理、開環應用模式研究等技術.

(2)傳輸網絡保障.需充分利用3G等網絡技術來保證物聯數據的傳輸和質量.

(3)服務平臺.以數據的共享交換為核心，進一步充分依托云計算、云存儲等技術實現，建設應急領域所需要的物聯網管理平臺、數據中心和交換中樞.

(4)安全與認證.建立城市應急平臺的安全措施與標準，包含標簽中數據的安全措施、通信鏈路中的安全措施、閱讀器的安全措施，中間件的安全架構等，以及建立系統中用戶的授權與認證管理架構，保證用戶的合法性，確保共享數據的安全.[5]

在服務平臺搭建過程中將主要研究如下技術：

(1)GIS平臺技術.隨著GIS技術的發展，二、三維地理信息系統平臺已經解決了數據接入、海量影像數據存儲與調用、實時動態讀取數據庫矢量數據、承載海量模型發布、基于互聯網及內網的網絡發布功能.作為最新、最強、最直觀地表現地理信息的方式，能夠通過與空間數據庫的結合，實現對空間庫中矢量數據的關聯展示，運用二、三維圖形化的形式展示城市各類資源的分布，全面、準確反映各類資源的信息，以及實現二、三維地圖的聯動與分析，實現信息查詢功能、事故的快速定位、信息標繪、車輛調度實時顯示功能等.

(2)SOA技術.SOA是一種體系架構，它描述了一種IT基礎設施，使得不同的業務服務可以相互交換數據，參與業務流程，通過靈活的互相協作方式來完成具體的業務操作.這些業務服務獨立于編程語言，獨立于實現方法，獨立于運行環境.

(3)智能化識別.以智能視頻分析為代表的智能識別有著較為廣泛的應用.智能視頻分析指計算機圖像視覺分析技術，通過將場景中背景和目標分離進而分析并追蹤在攝像機場景內出現的目標.用戶可以根據視頻內容分析功能，通過在不同攝像機的場景中預設不同的報警規則，一旦目標在場景中出現了違反預定義規則的行為，系統會自動發出報警.

(4)多傳感數據融合技術.數據融合技術又稱多傳感器數據融合或分布式傳感技術，它涉及如何組合多種類型傳感器數據對物理事件行為或態勢進行推斷，對多類多源和多平臺傳感器獲取的數據判別處理綜合分析.與其他數據處理技術相比，多傳感器數據融合技術更能快速、準確、可靠、連續及全面地提供有關環境態勢的綜合性結論.多傳感器數據融合分為像素級、特征級或決策級.

(5)數據分析.數據分析是數學與計算機技術結合的產物，數據分析的結果是要為管理者的決策過程提供支持.其關鍵技術是需要從不同的運作系統提取出有用、正確的數據并利用各種工具對數據進行分析和處理.

4物聯指揮應急平臺系統設計

系統主要由三大功能模塊組成.如圖1所示.

圖1　基于移動GIS和WebGIS的城市物聯指揮應急平臺總體框架

5平臺的應用

基于GIS的城市物聯應急平臺的主要行業領域應用如下：

(1)城市交通領域智能化應用.

(2)依托城市網格管理體系，構建物聯網條件下的城市管理新模式.

(3)利用物聯網技術，深化城市指標采集內容，針對水、電、氣、熱等城市生命線基礎設施建立城市運行體征采集GIS展示平臺.

(4)依托現有應急保障資源管理體系，借助物聯網技術，實現全市應急物資管理的動態化和智能化.

(5)實現重點區域危險源隱患的動態監測與控制.

(6)加強對重點軌道工程地面沉陷的監測.

(7)加強對水資源和空氣污染的監測.

6結語

基于移動GIS和Web GIS的城市物聯應急平臺建設，通過傳感器、傳感網、無線通信網等物聯網技術在應急領域中的應用，以二、三維的GIS平臺為基礎，建立相應的突發事件預警系統、突發事件應急處理系統、應急物資管理系統等，以其利用物聯網帶來的新技術優勢和二、三維GIS技術和Web GIS技術提供的展現和分析平臺，進一步提高應對城市管理領域突發公共事件的自動化、智能化能力，更加有效地預防和及時控制突發公共事件的發生和擴大，更好的保護人民群眾的生命財產安全和公共安全，構建平安城市.

參考文獻：

[1]徐勇軍，劉禹，王身.物聯網關鍵技術[M].北京：電子工業出版社，2012.

[2]賈培哲，趙俊三，江新飛，等.基于移動GIS的土地執法動態巡查系統建設[J].地理信息世界，2013(6):83-85.

[3]王毅.物聯網與城市建設[M].北京：電子工業出版社，2012.

[4]咸茂鮮，鄧曉斌.移動GIS關鍵技術研究[J].硅谷，2013(1)：123-126.

[5]喬彥友,李廣文,常原飛，等.基于GIS和物聯網技術的基礎設施管理信息系統[J].地理信息世界，2010(5):54-57.

(責任編輯:王前)

Research on the City IoT Emergency Command Platform Construction Based on

Web GIS and Mobile GIS

DONG Ying-hong，JIANG Bao-hua,CUI Tian-ming,LIU Wei

(ComputerScienceandTechnologyInstiute,ChangchunUniversity,Changchun,Jilin130022,China)

Abstract:With the development of new technology of the Internet of things, the construction of city emergency platform based on mobile GIS and Web GIS has gradually become the focus and hot spot construction in the new period of urban emergency system. In this paper, the main contents and key technologies of the city emergency platform construction based on mobile GIS and Web GIS and the main application of part of the emergency industry are introduced.

Keywords:Internet of things (IoT); Geographic Information System; Emergency platform

中圖分類號：TP393

文獻標志碼：A

文章編號：1008-7974(2015)06-0001-03

作者簡介：董迎紅,女,吉林長春人，教授.

基金項目：吉林省教育廳科技計劃項目“基于移動GIS和Web GIS的城市物聯指揮應急平臺建設研究”(吉教科合字[2014]第自296號)

收稿日期：*2015-05-27

DOI:10.13877/j.cnki.cn22-1284.2015.12.001