公安背景下人口信息可視化界面自動布局探究

戴嘉玲

關(guān)鍵詞：公安；人口信息；可視化

0 引言

隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)在公安領(lǐng)域的深度應(yīng)用，公安科技也得以迅速發(fā)展。近年來， 全國各級、各地公安部門紛紛加大了對公安信息化建設(shè)的投入，不斷打造現(xiàn)代化的大數(shù)據(jù)警務(wù)體系。與此同時，在海量的公安數(shù)據(jù)中，人口信息既是辦案的基石，也是辦案的目標(biāo)所在。如何從海量的人口數(shù)據(jù)資源中高效挖掘出其內(nèi)在價值，很大程度依賴于對人口數(shù)據(jù)的即時的可視化呈現(xiàn)[1] [6]。

在疫情期間，各地方紛紛建立起人口管理系統(tǒng)，通過信息可視化技術(shù)，對所有進(jìn)出市及危險人員進(jìn)行實時管控，大大提高了管理效率。但通過作者觀察，盡管各地方管理系統(tǒng)中人口的數(shù)據(jù)類型、地方的監(jiān)管目標(biāo)以及系統(tǒng)所需的基礎(chǔ)功能都較為相似，但各市開發(fā)的界面仍截然不同，這不僅導(dǎo)致了設(shè)計資源的浪費(fèi)、開發(fā)時間的遲滯，對各地方公安系統(tǒng)的合作更是帶來了阻礙。

因此，利用AI技術(shù)結(jié)合人口大數(shù)據(jù)庫自動生成人口信息可視化界面，不僅可以極大地提高設(shè)計效率，更能統(tǒng)一各地方的人口管理平臺接口及數(shù)據(jù)類，提高各地方人口管理的協(xié)作能力，對社會的治安防控、國家安全穩(wěn)定具有重要意義。

1 人工智能與可視化

1.1 可視化自動布局概述

大數(shù)據(jù)時代興起，海量人口每時每刻都在產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。人工智能驅(qū)動的可視化技術(shù)包括智能特征提取、可視化自動布局與生成、智能交互和智能故事敘述[3]。可視技術(shù)化將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形表達(dá)， 輔以交互手段， 以增強(qiáng)人對數(shù)據(jù)的認(rèn)知能力， 在態(tài)勢感知、關(guān)聯(lián)分析、決策輔助等方面展示了強(qiáng)大的賦能作用[2] [6]。通過人工智能對人口數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的可視化展示，可以很大程度地幫助設(shè)計師解放雙手，脫離手工作坊式不斷設(shè)計類型相似的界面。與此同時，不同地方在更新迭代人口信息可視化系統(tǒng)時，也可以同步優(yōu)化，極大地提高了工作效率。

1.2 可視化自動布局的模型搭建問題

高效的信息可視化解碼效率依賴于對前期海量數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的處理、提取、整理，并且有后期的設(shè)計師對處理后的信息進(jìn)行符合人的認(rèn)知規(guī)律以及審美規(guī)律的編碼處理[2]。在目前的技術(shù)條件下，人工智能可視化自動布局主要有端到端可視化生成、智能可視化布局、高效可視化布局、自動可視化布局與生成的應(yīng)用場景等。人口信息可視化界面的自動生成則屬于智能可視化布局的范疇。我們需要挖掘出人口信息可視化界面內(nèi)部隱藏的規(guī)律，為模型的搭建提供理論支撐和建設(shè)材料。

1.3 可視化自動布局的界面審美問題

審美是一種人類的主觀意識，是人類心靈的表征，人工智能從本質(zhì)上來說還是機(jī)器，缺乏人類的主觀感受和推理類比能力，以及對于社會文化和環(huán)境的理解能力，所以弱人工智能對美感無所知。

但是人工智能不懂美感不代表人教不懂機(jī)器生產(chǎn)符合美感規(guī)律的產(chǎn)物。阿里魯班系統(tǒng)通過深度學(xué)習(xí)來量產(chǎn)Banner，設(shè)計師將自身的經(jīng)驗知識總結(jié)出一些設(shè)計手法和風(fēng)格，將其歸納出一套設(shè)計框架，讓機(jī)器通過自我學(xué)習(xí)和調(diào)整，演繹出更多的設(shè)計風(fēng)格。來自微軟亞洲研究院與清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院的合作研究出了可計算的自動排版框架原型。該原型通過對關(guān)鍵問題的優(yōu)化，把視覺呈現(xiàn)、文字語義、設(shè)計原則、認(rèn)知理解等先驗知識集成到同個多媒體計算框架之內(nèi)，開創(chuàng)了“ 視覺文本版面自動設(shè)計”這一新的研究方向[3]。

因此，只要“教會”人工智能按照符合特定規(guī)則的模型框架去進(jìn)行生產(chǎn)，那么它就能夠通過不斷的“學(xué)習(xí)”，進(jìn)而生成符合人類審美規(guī)律的信息可視化界面。

2 可視化特征提取

2.1 公安行業(yè)人口信息的數(shù)據(jù)特征

2.1.1 數(shù)據(jù)規(guī)模龐大性

隨著智能手機(jī)的普及以及智慧城市的建設(shè)，大量的和人口相關(guān)的數(shù)據(jù)不斷地匯集到公安系統(tǒng)當(dāng)中，數(shù)據(jù)大致可以分靜態(tài)人口信息和動態(tài)人口信息兩種。靜態(tài)信息主要是與人員身份相關(guān)的信息，如身份證信息、學(xué)業(yè)信息、就業(yè)信息、房產(chǎn)信息、車輛信息、電子產(chǎn)品信息以及部分醫(yī)療信息等。動態(tài)信息則是與人員實時行動相關(guān)的信息，如近期乘坐的交通工具信息、當(dāng)前的行程軌跡信息、近期接觸的人物及交流內(nèi)容信息等。

人員的靜態(tài)信息相對來說類型比較規(guī)整且固定，其增長速度也在可控和可預(yù)知的范圍內(nèi)，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效的管理。而人員的動態(tài)信息不僅體量極其龐大，增長速度飛速，并且類型也非常的煩雜，在對人口信息進(jìn)行可視化展示時，實時的動態(tài)信息中隱藏的有效信息才是我們公安部門偵查的關(guān)鍵，當(dāng)然也是人口信息可視化界面設(shè)計的難點(diǎn)所在。

2.1.2 數(shù)據(jù)反饋時效性

只要有人口，就會有人口流動，自然就會產(chǎn)生不斷變化的實時的行為軌跡數(shù)據(jù)。對于公安部門來說，重點(diǎn)人員的實時流動數(shù)據(jù)具有極大的價值，是協(xié)助辦案人員抓捕目標(biāo)的關(guān)鍵。如何在浩瀚的不斷變化的動態(tài)數(shù)據(jù)中幫助用戶快速發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵信息，是信息可視化的重中之重。

2.1.3 數(shù)據(jù)類別規(guī)范性

“人”數(shù)據(jù)主要是指靜態(tài)的與人口相關(guān)的信息。如以身份證號為基礎(chǔ)，拓展出該身份證號下的姓名、性別、名族、籍貫、學(xué)歷、婚姻情況、工作地址、現(xiàn)住地址等。這一類數(shù)據(jù)較為固定，變化較少，且較為統(tǒng)一。同時，“人”數(shù)據(jù)不僅包括單個人員的信息，同時也包括多人之間的關(guān)系信息，如父母關(guān)系、夫妻關(guān)系、兄弟姐妹關(guān)系、領(lǐng)養(yǎng)關(guān)系等。人物關(guān)系信息相較于單人信息，其數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系較為復(fù)雜，但也是人口信息中絕對不可或缺的一部分。

“事”數(shù)據(jù)主要是指人口實時流動時產(chǎn)生的行為軌跡數(shù)據(jù)。如以身份證號為基礎(chǔ)，定位到人，繼而獲取該人物如近期乘坐的交通工具信息、當(dāng)前的行程軌跡信息、近期接觸的人物及交流內(nèi)容信息等。這一類數(shù)據(jù)實時變化，且數(shù)據(jù)類型繁雜。不同的警種所需的數(shù)據(jù)集也不一樣。通常在系統(tǒng)中對重點(diǎn)人員進(jìn)行標(biāo)記，繼而持續(xù)關(guān)注重點(diǎn)人員的動態(tài)行為軌跡數(shù)據(jù)，及時對其進(jìn)行監(jiān)管，從而降低安全隱患。“事”數(shù)據(jù)對于公安人員的偵查工作無疑具有極大的幫助。

“物”數(shù)據(jù)是指人口相關(guān)的靜態(tài)物品信息。如以身份證號為基礎(chǔ)，繼而獲取該人物的房屋信息、車輛信息、電腦設(shè)備信息、手機(jī)設(shè)備信息等。“物”信息和“人”信息緊密關(guān)聯(lián)，在公安偵查中也具有不可取代的作用。

2.2 公安行業(yè)人口信息可視化界面特征

2.2.1 色彩特征

公安人口信息可視化界面大多采用大屏展示（如圖 1） ，符合公安相關(guān)人員的工作環(huán)境，方便人員對人口數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)測。在這樣的使用場景中：

（1） 在大屏幕下，淺色背景容易造成用戶目眩，不利于長期監(jiān)測，因此界面背景一般采用深色系。

（2） 為了符合公安信息化建設(shè)主題——創(chuàng)新、科技，界面一般會采用代表了科技感的深藍(lán)色作為背景，配合高飽和高純度的熒光色線條和圖標(biāo)，打造出炫酷的界面風(fēng)格。

（3） 在深色系背景下，高亮的界面圖標(biāo)及文字元素非常突出，不僅加強(qiáng)視覺沖擊效果，同時也提高了數(shù)據(jù)識別效率。

2.2.2 元素特征

當(dāng)前UI行業(yè)對產(chǎn)品界面的設(shè)計要求是不斷地進(jìn)行減法，追求“簡約至上”，扁平化風(fēng)格早已成為了當(dāng)前的設(shè)計主流。但是在公安人口信息可視化界面中，一方面是為了呼應(yīng)產(chǎn)品整體的科技感，另一方面是為了呼應(yīng)政府單位產(chǎn)品的一貫傳統(tǒng)風(fēng)格，可視化界面中的設(shè)計元素往往不會過于簡單，而是采用了強(qiáng)機(jī)械風(fēng)、科幻風(fēng)的元素，半擬物圖標(biāo)也會經(jīng)常出現(xiàn)，以加強(qiáng)整體的科幻感[5]（ 如圖2） 。

2.2.3 布局特征

目前公安人口信息可視化界面的整體布局較為單一，大多是依賴炫酷的界面元素來打造產(chǎn)品的整體風(fēng)格。一方面，人口信息可視化界面交互元素較少，用戶更多是直接觀察界面，讀取自己需要的數(shù)據(jù)即可；另一方面，不同單位的人口信息可視化界面的數(shù)據(jù)類型較為相似，也造成該類別系統(tǒng)界面布局的雷同。但是頁面的高相似度，可以提高人工智能自動化布局的效率，也有利于界面布局模型的搭建（如圖3） 。

本章小結(jié)：本章節(jié)主要分析了兩個方面。一方面，是公安行業(yè)人口信息可視化界面當(dāng)中的人口信息的數(shù)據(jù)特征，得出該類數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)規(guī)模龐大性、數(shù)據(jù)反饋時效性、數(shù)據(jù)類別規(guī)范性特點(diǎn)。歸納數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，可以幫助我們教會人工智能對數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的提取和整理，為下一步的信息可視化界面的規(guī)劃設(shè)計做好材料上的準(zhǔn)備。另一方面，本章節(jié)詳細(xì)分析了公安行業(yè)人口信息可視化界面的界面特征，包括界面色彩特征、界面元素特征以及界面布局特征。歸納總結(jié)這些特征，可以幫助我們更好地挖掘內(nèi)部規(guī)律，為界面自動布局的底層模型提供理論支撐和建設(shè)材料。

3 可視化自動布局的模型搭建

3.1 數(shù)據(jù)收集與處理

公安行業(yè)人口數(shù)據(jù)來源于線上采集和線下采集兩種方式。線上采集包括公安系統(tǒng)所能調(diào)用到的國家政府單位系統(tǒng)內(nèi)的人口相關(guān)數(shù)據(jù)，如民政局、教育局、公安局等。線下采集主要是由基層民警入戶訪查時獲得，如在疫情期間以社區(qū)為單位進(jìn)行的入戶訪查等。該類數(shù)據(jù)的處理需要民警進(jìn)行人工記錄、篩選、整理，整合完成后交予相關(guān)部門錄入到相關(guān)系統(tǒng)當(dāng)中[8]。

在這個過程中，規(guī)范化數(shù)據(jù)采集以及規(guī)范化數(shù)據(jù)處理，對后期的人口信息可視化具有重要作用，這是數(shù)據(jù)可視化分析的基礎(chǔ)，也是提高可視化界面設(shè)計效率的關(guān)鍵。

3.2 色彩

搭建人口信息可視化界面模型的色彩庫，人工智能在實現(xiàn)人口信息可視化布局時，可以從色彩庫中根據(jù)產(chǎn)品主題，提取出合適的色彩搭配，有助于產(chǎn)品形成和諧統(tǒng)一且符合審美的界面。

3.3 元素

搭建人口信息可視化界面的圖表模型庫（可以參考Echart 圖表庫），在數(shù)據(jù)可視化階段，根據(jù)數(shù)據(jù)組的特征，選取合適的圖表模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化展示。在這一階段，用戶也可以手動選擇合適的圖表形式去展示數(shù)據(jù)。與此同時，圖表的樣式應(yīng)該符合上文所總結(jié)出的人口數(shù)據(jù)可視化界面的色彩特征以及元素特征。

3.4 布局

搭建人口信息可視化界面模型（如圖 4） ，將處理后數(shù)據(jù)按照模型的規(guī)劃進(jìn)行自動布局，并且交予人工智能進(jìn)行學(xué)習(xí)，在不斷的數(shù)據(jù)規(guī)劃練習(xí)中，實現(xiàn)人口信息可視化布局。

如圖：頁面中有 A、B、C、D 四個面板，均可根據(jù)內(nèi)容自動調(diào)節(jié)面積大小。其中：A 區(qū)域為數(shù)據(jù)統(tǒng)計面板，用于統(tǒng)計用戶所需的人口總體數(shù)據(jù)，如管轄區(qū)域內(nèi)所有人口的實時數(shù)據(jù)、所有流出/流入人口的實時數(shù)據(jù)等；B 區(qū)域內(nèi)為圖表統(tǒng)計面板，用于統(tǒng)計用戶所需的靜態(tài)整合數(shù)據(jù)，一般是對“人”數(shù)據(jù)下不同人口特征的分類和統(tǒng)計，如管轄區(qū)域內(nèi)每日//月/年流出/流入的人口數(shù)據(jù)、管轄區(qū)域內(nèi) 人口性別、學(xué)歷、年齡的分布等；C 區(qū)域為實時事件面板，用于統(tǒng)計重點(diǎn)人員（搭上重點(diǎn)標(biāo)簽的人員，如精神疾病人員、涉毒人員、有犯罪前科人員以及上訪人員等）的實時的軌跡數(shù)據(jù)，協(xié)助公安人員獲得區(qū)域內(nèi)即時異常情況，最大化降低危險隱患。D 區(qū)域為靜態(tài)數(shù)據(jù)面板，用于用戶查詢特定的人口及物件信息。該區(qū)域信息非必要時無須查看，因此放置于二級頁面，防止一級數(shù)據(jù)過于冗余，影響一級頁面的可視化視覺效果。

在公安行業(yè)，即使在同一管轄區(qū)域內(nèi)，不同的職級和警種，所能獲得的人口數(shù)據(jù)也是不同的。在傳統(tǒng)的人口管理界面中，設(shè)計師需要根據(jù)不同身份的用戶設(shè)計規(guī)劃不同的頁面布局。這種“手工作坊”式的設(shè)計方法極其低效，且設(shè)計出的界面千篇一律，極大的浪費(fèi)了設(shè)計資源。而結(jié)合人工智能實現(xiàn)信息可視化自動布局，則能夠?qū)崿F(xiàn)針對不同身份用戶，個性化展示不同的數(shù)據(jù)以及不同的可視化分析界面，極大的提高產(chǎn)品的使用效率，也降低了設(shè)計師的工作量。

5 結(jié)束語

本文介紹了當(dāng)下人工智能在數(shù)據(jù)可視化方面的發(fā)展情況，詳細(xì)分析了公安行業(yè)人口信息的數(shù)據(jù)特征、人口信息可視化界面的色彩、元素、布局特征，挖掘出內(nèi)部規(guī)律，為界面自動布局的底層模型提供了翔實的理論支撐和建設(shè)材料，進(jìn)而順利地為人口信息可視化界面的設(shè)計提出了規(guī)范化的設(shè)計框架。希望可以為公安行業(yè)人口信息可視化界面的自動布局做出貢獻(xiàn)，進(jìn)而解放界面設(shè)計師的雙手并提高產(chǎn)品用戶的工作效率和使用體驗。