GIS在視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)中的應(yīng)用與思考

楊海鷗

摘要 作為許多工程領(lǐng)域的應(yīng)用熱點，地理信息系統(tǒng)（GIS）在很多領(lǐng)域具備較高應(yīng)用價值，本文研究的視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)便屬于其中代表，基于此，本文就應(yīng)用GIS的城市治安網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)總體設(shè)計、具體功能實現(xiàn)進行了詳細論述，希望論述涉及的GIS模塊體系結(jié)構(gòu)、圖形工具模塊、最短路徑功能等內(nèi)容能夠為相關(guān)業(yè)內(nèi)人士帶來一定啟發(fā)。

【關(guān)鍵詞】GIS 視頻監(jiān)控管理系統(tǒng) 平安城市

作為一項以計算機硬件、網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的新興技術(shù)，GIS能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的數(shù)據(jù)、空間實體轉(zhuǎn)換與處理，而為了拓寬GIS的應(yīng)用領(lǐng)域，本文選擇了近年來較為受重視的城市治安網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)作為研究對象，希望本文開展的GIS在視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)中的應(yīng)用與思考研究能夠為平安城市建設(shè)提供可靠而實用的平臺。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計

1.1 系統(tǒng)概述

本文研究的城市治安網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)采用了三層架構(gòu)，通過對監(jiān)控設(shè)備、監(jiān)控客戶端、檢索客戶端的管理，該系統(tǒng)能夠提供數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用、通信、集中錄像、數(shù)據(jù)檢索等服務(wù)。

1.2 體系結(jié)構(gòu)

為滿足城市治安網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)實際應(yīng)用需求，設(shè)計采用了客戶機/服務(wù)器（C/S）模式，由此系統(tǒng)的客戶端分成了五部分，即用戶管理、視頻監(jiān)控、歷史視頻檢索、狀態(tài)監(jiān)控、設(shè)備管理客戶端。

1.3 GIS模塊的目標和功能

GIS模塊屬于城市治安網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)的重要組成，該模塊同時也屬于本文研究的核心內(nèi)容，在GIS的支持下，GIS模塊實現(xiàn)了地圖顯示、信息查詢、告警提示、動態(tài)更新地圖信息、最短路徑顯示共五方面功能。

1.4 GIS模塊體系結(jié)構(gòu)

圖1為GIS模塊體系結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合該圖不難發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用GIS實現(xiàn)的狀態(tài)監(jiān)控客戶端需要得到屬性數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫的支持，而利用屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)，即可滿足城市治安網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)的信息查詢、統(tǒng)計、顯示需要。

1.5 GIS數(shù)據(jù)庫設(shè)計

GIS系統(tǒng)涉及大量工程管理數(shù)據(jù)、空間屬性數(shù)據(jù)、圖形矢量數(shù)據(jù)，而為了增強該系統(tǒng)的靈活性，本文開展的城市治安網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計采用了分開存儲的方法，其中工程管理數(shù)據(jù)、空間屬性數(shù)據(jù)采用MS SQL Server進行存儲，圖形矢量數(shù)據(jù)則采用賦予唯- ID號、Maplnfo標準文件格式存儲，為了更好滿足系統(tǒng)需要，GIS數(shù)據(jù)庫設(shè)計還采取了以下兩方面手段：

（1）關(guān)聯(lián)屬性數(shù)據(jù)。為保證系統(tǒng)中的屬性數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)綁定，本文研究采用了Datasets.Add將用戶數(shù)據(jù)綁定到地圖中，Add、Remove屬于主要方法，由此可最終實現(xiàn)Dataset對象的創(chuàng)建，其中包含著被綁定圖層對象的計算結(jié)果。

（2） Darasets.Add方法分析。該方法的應(yīng)用需要明確綁定數(shù)據(jù)源類型、綁定到地圖哪一層、地圖間關(guān)聯(lián)字段，Dynamic、Fields、BindLayer、Geofield等屬于該方法主要組成。

2 具體功能模塊的實現(xiàn)

2.1 圖形工具模塊

圖形工具模塊涉及地圖的大小控制、自動滾屏等功能，各功能的實現(xiàn)如下所示：

2.1.1 大小控制

選擇了鼠標縮放中心點作為顯示屏幕中心的方法，通過重新計算縮放倍數(shù)和各點坐標可實現(xiàn)地圖的大小控制。在大小控制的具體實現(xiàn)中，需要首先建立相關(guān)案件和圖表，并通過VC中類向?qū)?chuàng)建命令的ON COMMAND消息映射函數(shù)實現(xiàn)該功能設(shè)計。

2.1.2 自動滾屏

自動滾屏的實現(xiàn)需要獲得圖形滾動后的縮放倍數(shù)和中心點坐標，這就需要隨時獲得鼠標移動過程光標所在位置、獲取區(qū)域大小、獲取當前地圖顯示的視野范圍及中心點坐標、判斷滾動信息，最終顯示圖形即可實現(xiàn)該功能。

2.2 最短路徑功能

作為GIS領(lǐng)域的研究重點，最短路徑同樣屬于本文研究的核心內(nèi)容，本文開展的城市治安網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)采用了經(jīng)典的Dijkstra算法，由此即可大大提升最短路徑的搜索效率。

2.2.1 設(shè)計流程

為實現(xiàn)城市交通網(wǎng)最短路徑的分析，圖論中的網(wǎng)絡(luò)分析理論需要在其中得到應(yīng)用，而這需要首先得到網(wǎng)絡(luò)理論中的網(wǎng)絡(luò)圖。對于本文研究的城市治安網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)來說，數(shù)字化矢量地圖屬于城市道路網(wǎng)絡(luò)的主要表現(xiàn)形式，最短路徑功能設(shè)計需要將數(shù)字化矢量地圖的節(jié)點弧關(guān)系抽象為圖的結(jié)構(gòu)，由此開展的預(yù)處理工作流程可以概括為： “原始道路圖一創(chuàng)建拓撲關(guān)系、生成拓撲文件一打開拓撲關(guān)系初始化網(wǎng)絡(luò)一最短路徑分析”。

2.2.2 矢量地圖表達

道路的集合屬于城市交通樞紐的重點，但受城市道路特點影響，道路網(wǎng)絡(luò)圖往往存在地理位置復(fù)雜程度高、交接模式復(fù)雜的情況，為了避免這種情況帶來的道路間拓撲關(guān)系影響最短路徑功能搜索效率，本文研究選擇了道路網(wǎng)絡(luò)圖交叉路口作為分析對象之一，由此即可將道路分割成路段，而同時將二者分別定義為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和弧，在具體的圖層保存中，可將路段作為線對象保存在城市道路網(wǎng)圖層中。此外，還需要在道路層的屬性數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)文件中定義路段的屬性信息字段，同時將相關(guān)道路分成不同類型，由此即可大幅提升系統(tǒng)處理效率。

2.2.3 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的建立

結(jié)合上文研究，可以確定描述路網(wǎng)的基本要素和要素屬性，由此開展的道路網(wǎng)拓撲關(guān)系建立需要按照“預(yù)處理一結(jié)點獲取一邊獲取及長度計算一建立結(jié)點與邊的關(guān)聯(lián)”流程實現(xiàn)。

2.2.4 存儲結(jié)構(gòu)設(shè)計

在最短路徑功能的設(shè)計中，存儲結(jié)構(gòu)設(shè)計也屬于其中重要環(huán)節(jié)，為了盡可能提升功能實現(xiàn)效率，本文選擇了采用鄰接表（鏈表）存儲的方式，由此即可大幅降低數(shù)據(jù)冗余度，為最短路徑功能的實現(xiàn)提供支持。

2.2.5 Dijkstra算法改進

應(yīng)用經(jīng)典Dijkstra算法開展的路線最短路徑計算存在計算速度較慢情況，這是由于該算法在時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度層面存在一定不足，因此該算法的改進需要主要考慮道路結(jié)點組織數(shù)據(jù)的選取、開展結(jié)點和路段數(shù)據(jù)動態(tài)管理，由此實現(xiàn)的避免全部結(jié)點遍歷搜索、無效數(shù)據(jù)占據(jù)存儲空間，即可大幅提升Dijkstra算法的應(yīng)用效果。

2.2.6 實現(xiàn)結(jié)果

為驗證上述研究成果，城市治安網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)測試重點開展了最短路徑功能的測試，這一測試選擇了某地城市道路網(wǎng)絡(luò)圖作為研究對象，最終測試結(jié)果確定了改進Dijkstra算法在耗時、精度方面具備明顯優(yōu)勢，由此可見該功能具備的較高實際應(yīng)用價值。

3 結(jié)論

綜上所述，GIS能夠在視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)中實現(xiàn)較高水平應(yīng)用，本文開展的城市治安網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計證明了這一認知。而在此基礎(chǔ)上，本文涉及的最短路徑功能實現(xiàn)等內(nèi)容，則證明了研究的實踐價值。因此，在相關(guān)領(lǐng)域的理論研究和實踐探索中，本文內(nèi)容能夠發(fā)揮一定程度的參考作用。

參考文獻

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