公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

季 欣,鐘曉斌,孫 凱,郭建華

(1.江蘇省交通運(yùn)輸廳公路事業(yè)發(fā)展中心,江蘇 南京 210004;2.東南大學(xué) 智能運(yùn)輸系統(tǒng)研究中心,江蘇 南京 211189)

0 引言

隨著媒體技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,公路運(yùn)輸行業(yè)對(duì)高質(zhì)量媒體資料的需求日益增長(zhǎng),公路圖片影像資料作為重要的信息傳遞媒介得到了空前發(fā)展,其產(chǎn)出數(shù)量呈爆炸式的增長(zhǎng)[1],給資料整理帶來了困難:(1)素材的日積月累使得用戶難以保管和再次加工利用這些素材;(2)由于素材的類型變得越來越多,用戶尋找高質(zhì)量有針對(duì)性的素材需求難以得到滿足。為解決上述問題,需要建設(shè)公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)。

圖片影像資料庫管理系統(tǒng)是具有互聯(lián)特質(zhì)的內(nèi)容管理平臺(tái),能夠?qū)D片影像資料標(biāo)簽化、場(chǎng)景化、細(xì)分類化,實(shí)現(xiàn)圖片影像資料的便捷調(diào)用和快速共享[2]。圖片影像資料庫管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高效的素材檢索、管理、存儲(chǔ)和分享,改善用戶對(duì)圖片影像資料的使用體驗(yàn),幫助用戶進(jìn)一步挖掘圖片影像素材的價(jià)值,對(duì)提升公路交通宣傳者工作效率,支持公路圖片影像資料的大規(guī)模傳遞與分享具有重要的意義。

為科學(xué)指導(dǎo)面向公路交通宣傳的圖片影像資料庫系統(tǒng)設(shè)計(jì),本文將從公路交通宣傳部門的業(yè)務(wù)需求和行業(yè)特點(diǎn)出發(fā),進(jìn)行公路圖片影像資料庫的需求分析,闡述了影像資料庫的設(shè)計(jì)原則,給出了影像資料庫管理系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)內(nèi)容。

1 圖片影像資料庫管理系統(tǒng)需求分析

在設(shè)計(jì)圖片影像資料庫管理系統(tǒng)的過程中,需求分析是至關(guān)重要的階段[3]。需求分析有助于了解用戶的期望,明確系統(tǒng)處理的對(duì)象,指定圖片影像資料庫管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的范圍和目標(biāo),確定系統(tǒng)應(yīng)具備的具體功能,弄清系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體技術(shù)要求。本節(jié)將對(duì)系統(tǒng)的部署需求、功能需求、性能需求和素材采集需求開展分析。

1.1 部署需求

部署需求分析是在將資料庫管理系統(tǒng)投入實(shí)際使用前,確定具體使用環(huán)境的過程。公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)需要在省、市兩級(jí)用戶進(jìn)行部署。市級(jí)將部署本市的圖片影像素材庫,省級(jí)將匯聚各市的圖片影像素材庫。

1.2 功能需求

功能需求分析是在設(shè)計(jì)和開發(fā)系統(tǒng)時(shí)確定系統(tǒng)應(yīng)具備的功能和特性的過程。公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)具體功能要求闡述如下:

(1)上傳。系統(tǒng)用戶能夠?qū)D片影像素材進(jìn)行逐一或批量上傳,建立素材的基本數(shù)據(jù),包括拍攝時(shí)間、地點(diǎn)、拍攝人、拍攝參數(shù)等素材基礎(chǔ)信息并針對(duì)素材內(nèi)容建立素材的內(nèi)容關(guān)鍵詞。

(2)審核。系統(tǒng)用戶能對(duì)上傳的圖片影像素材進(jìn)行審核,包括素材基礎(chǔ)信息、素材內(nèi)容等的檢查和確認(rèn),避免質(zhì)量不滿足要求、內(nèi)容不合適的素材進(jìn)入素材庫。

(3)查詢。系統(tǒng)用戶能按照素材的基礎(chǔ)信息、素材內(nèi)容關(guān)鍵詞等進(jìn)行素材查詢,滿足素材管理需求。

(4)刪除。系統(tǒng)用戶能利用素材查詢工具,從圖片影像素材庫中定位并刪除某一或某批素材。

(5)修改。系統(tǒng)用戶能夠利用素材查詢工具、定位素材,對(duì)素材的基礎(chǔ)信息、內(nèi)容信息等進(jìn)行修改和存儲(chǔ)。

(6)統(tǒng)計(jì)。系統(tǒng)用戶能夠按照素材的類別、數(shù)量、內(nèi)容、基礎(chǔ)信息、審核狀態(tài)等不同口徑,統(tǒng)計(jì)并分析圖片影像素材庫的當(dāng)前狀況。

(7)導(dǎo)出。系統(tǒng)用戶能夠針對(duì)通過審核的圖片影像素材,按照不同的用戶權(quán)限,提供不同素材質(zhì)量(如原圖、中圖、小圖)的單一或批量導(dǎo)出,并在素材中添加水印。

(8)專題管理。系統(tǒng)用戶能夠針對(duì)如養(yǎng)護(hù)、黨建等管理需求,將相關(guān)的圖片影像素材建立專題,并提供專題的管理和查詢等功能。

(9)用戶管理。系統(tǒng)管理員能夠針對(duì)省、市兩級(jí)用戶,建立用戶權(quán)限,如上傳、審核、導(dǎo)出、瀏覽等。

(10)基礎(chǔ)信息管理。系統(tǒng)用戶能夠建立各市的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫,如縣區(qū)、普通國省道、農(nóng)村公路、服務(wù)區(qū)、收費(fèi)站等。

1.3 性能需求

性能需求分析過程涵蓋了系統(tǒng)易用性、響應(yīng)速度、穩(wěn)定性、安全性和可擴(kuò)展性等各個(gè)方面的性能要求。面向公路交通宣傳的圖片影像資料庫系統(tǒng)性能要求如下:

(1)易用性。公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)應(yīng)具備較為簡(jiǎn)潔的使用界面,管理人員只需選擇要查的地級(jí)市、類別、標(biāo)簽,在屏幕上點(diǎn)擊就可以很容易地進(jìn)行查詢。此外,資料庫的操作應(yīng)保證用戶能夠輕松地使用、管理和維護(hù)系統(tǒng),不應(yīng)讓用戶在系統(tǒng)的使用過程中感到迷惑。

(2)響應(yīng)速度。公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)響應(yīng)速度主要需要考慮到視頻、圖像的加載。其中,由于視頻圖像放在數(shù)據(jù)庫中會(huì)大大降低數(shù)據(jù)庫的響應(yīng)速度,因此,可以考慮將視頻圖像放在本地硬盤中,數(shù)據(jù)庫表中僅存放相應(yīng)的路徑,解決視頻圖像加載緩慢的問題。

(3)穩(wěn)定性。公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)存在多個(gè)用戶同時(shí)使用,大批量、長(zhǎng)時(shí)間的工作的情況。在此情況下,需要保證其運(yùn)行的穩(wěn)定、可靠和持續(xù)。因此,系統(tǒng)需要具有一定的冗余設(shè)計(jì),包括負(fù)載冗余、數(shù)據(jù)冗余設(shè)計(jì)等。負(fù)載冗余設(shè)計(jì)能夠分擔(dān)用戶請(qǐng)求的負(fù)載,有助于防止任何一個(gè)系統(tǒng)組件過載,從而提高系統(tǒng)的性能和響應(yīng)速度。數(shù)據(jù)冗余則是通過將數(shù)據(jù)復(fù)制到多個(gè)位置或存儲(chǔ)設(shè)備,可以防止數(shù)據(jù)丟失或損壞。如果一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備發(fā)生故障,系統(tǒng)可以使用備份數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)。

(4)安全性。系統(tǒng)的安全性主要是要求查詢系統(tǒng)應(yīng)具有相應(yīng)的數(shù)據(jù)完整性。數(shù)據(jù)的安全保護(hù)與恢復(fù)功能能夠有效地防止信息被非法竊取、篡改,可以預(yù)防和抵抗黑客攻擊和惡意訪問,保護(hù)采集到的各種視頻圖像素材。公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)具有多類用戶,在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該考慮到用戶身份,對(duì)不同的用戶開放不同的權(quán)限,給普通個(gè)人用戶較少的權(quán)限,給工作人員開放審核、刪除權(quán)限,保證素材文件的安全,素材內(nèi)容的高質(zhì)量。

(5)可擴(kuò)展性。可擴(kuò)展性要求公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)能夠有效地適應(yīng)不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)量、用戶數(shù)量或負(fù)載,而不降低性能或可用性的能力。具體而言,可擴(kuò)展性要求公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)能夠在需要時(shí)進(jìn)行水平或垂直擴(kuò)展,以滿足業(yè)務(wù)需求和應(yīng)對(duì)負(fù)載增加的情況。

1.4 素材采集需求

根據(jù)圖片影像資料的應(yīng)用方向,可將公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)中的素材主題劃分為8類:建設(shè)篇、養(yǎng)護(hù)篇、管理篇、服務(wù)篇、綠色發(fā)展篇、科技創(chuàng)新篇、農(nóng)村公路篇和黨建引領(lǐng)篇。此外,為方便統(tǒng)一管理,保證圖片影像資料的可用性,需分別規(guī)定圖片和影像資料的格式,并為其規(guī)定最低和最高文件大小。

2 設(shè)計(jì)思路

本節(jié)根據(jù)前述需求分析結(jié)果,從設(shè)計(jì)原則和總體框架2方面,闡述公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。

2.1 設(shè)計(jì)原則

設(shè)計(jì)原則的作用是為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供明確指導(dǎo),統(tǒng)一協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)過程中的沖突。設(shè)計(jì)者借助設(shè)計(jì)原則,能夠在設(shè)計(jì)過程中做出明智決策,創(chuàng)建高質(zhì)量和滿足目標(biāo)要求的系統(tǒng)。公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則具體如下:

(1)靈活性原則。系統(tǒng)需要在一定程度上適應(yīng)未來需求的變化。因此,在設(shè)計(jì)過程中需要開展模塊化設(shè)計(jì),考慮系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可配置性,以便在需要時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。

(2)合規(guī)性原則。由于公路交通圖片影像資料可能涉及國家安全、個(gè)人隱私等敏感信息,因此,在設(shè)計(jì)時(shí)需要遵守使用的法規(guī)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和安全要求。

(3)經(jīng)濟(jì)性原則。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中,需要權(quán)衡各種決策,確保最低限度地滿足項(xiàng)目需求的同時(shí),最小化系統(tǒng)開發(fā)成本。例如,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中,優(yōu)化系統(tǒng)開發(fā)的資源使用,避免不必要的浪費(fèi)和開支;考慮系統(tǒng)的更新、維護(hù)和支持的成本;選擇綜合考慮開發(fā)工具的成熟性和成本;明確系統(tǒng)規(guī)模和功能范圍,避免不必要的功能膨脹。

2.2 總體框架

考慮公路交通宣傳圖片影像資料的統(tǒng)一管理需求,對(duì)公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)進(jìn)行省、市兩級(jí)系統(tǒng)部署,其部署方式如圖1所示。市級(jí)系統(tǒng)中已審核的素材導(dǎo)出至移動(dòng)硬盤并進(jìn)行傳遞,省級(jí)管理員將導(dǎo)出的素材再導(dǎo)入省級(jí)系統(tǒng)。圖片影像資料庫的系統(tǒng)整體架構(gòu)使用“圖片影像素材目錄”存儲(chǔ)圖片影像素材電子文件,使用“資料庫管理系統(tǒng)”建立圖片影像素材電子文件的數(shù)據(jù)庫信息目錄,實(shí)現(xiàn)對(duì)圖片影像素材的管理。市級(jí)的圖片影像素材庫需建立單獨(dú)的圖片影像素材文件存儲(chǔ)目錄,并按照素材類別,即建設(shè)篇、養(yǎng)護(hù)篇、管理篇、服務(wù)篇、綠色發(fā)展篇、科技創(chuàng)新篇、農(nóng)村公路篇和黨建引領(lǐng)篇8大主題,分別建立下級(jí)文件存儲(chǔ)目錄(主題目錄)。最后,在各主題目錄下,分別建立圖片和視頻文件目錄。省級(jí)的圖片影像素材庫則需建立全省圖片影像素材目錄。

圖1 系統(tǒng)總體框架

綜合考慮系統(tǒng)功能需求和總體部署框架,可以確定省、市兩級(jí)圖片影像資料庫管理系統(tǒng)的部署方式,如圖2所示。省、市兩級(jí)系統(tǒng)需要提前部署好本地服務(wù)器,即終端。其中,本地服務(wù)器中存放了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)邏輯功能的程序,用以實(shí)現(xiàn)用戶的請(qǐng)求響應(yīng)并存放已經(jīng)上傳的素材。當(dāng)用戶需要時(shí),即可從服務(wù)器中取出,進(jìn)行使用;當(dāng)用戶上傳的素材經(jīng)過審核后,又可以存進(jìn)服務(wù)器中。同時(shí),本地服務(wù)器也存放了有關(guān)素材的各種信息,包括素材名、素材在服務(wù)器上的存儲(chǔ)路徑、素材拍攝人、拍攝地點(diǎn)等。省、市兩級(jí)系統(tǒng)的用戶可以通過網(wǎng)頁訪問本地服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)各種功能。

圖2 系統(tǒng)部署方式

根據(jù)系統(tǒng)部署方式,可確定系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流向,借以明確系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流向如圖3所示。圖片影像資料及其對(duì)應(yīng)的電子文件信息經(jīng)用戶上傳至素材庫和數(shù)據(jù)庫后由管理員審核。經(jīng)管理員審核后,影像資料素材可被用戶瀏覽、下載和導(dǎo)出。

圖3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流向

3 系統(tǒng)用戶設(shè)計(jì)

公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)為不同類型的用戶提供服務(wù)。在服務(wù)的過程中,為保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性,減少數(shù)據(jù)被濫用和盜竊的風(fēng)險(xiǎn),需針對(duì)不同類別的用戶分配不同的權(quán)限,并為不同權(quán)限的用戶開放不同功能。

考慮公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)的用戶職責(zé)、特點(diǎn)及訪問需求,可將所有用戶大致分為4類:普通用戶、上傳人員、審核人員、管理員。上述4類用戶具體描述和使用權(quán)限規(guī)定如下:

(1)普通用戶是系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)用戶。其權(quán)限包括查詢和檢索數(shù)據(jù)、更新個(gè)人信息、向資料庫中添加數(shù)據(jù)、刪除自己創(chuàng)建的數(shù)據(jù)、訪問普通報(bào)告等。

(2)上傳人員是專門負(fù)責(zé)上傳素材的用戶。其權(quán)限包括批量上傳素材、修改和更新自己批量上傳的數(shù)據(jù)、備份數(shù)據(jù)等。

(3)審核人員是專門負(fù)責(zé)對(duì)素材進(jìn)行審核和管理的用戶。其職責(zé)是保證素材和對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確合規(guī),保障數(shù)據(jù)安全性,避免素材的使用侵犯版權(quán)。審核人員的權(quán)限包括素材查看權(quán)限、批準(zhǔn)和拒絕數(shù)據(jù)提交和變更的權(quán)限、審查記錄權(quán)限、報(bào)告和通知權(quán)限等。

(4)管理人員負(fù)責(zé)管理整個(gè)系統(tǒng),負(fù)責(zé)對(duì)用戶注冊(cè)進(jìn)行審核,是擁有最高權(quán)限等級(jí)的用戶,在維護(hù)、監(jiān)控和管理系統(tǒng)方面發(fā)揮重要作用。管理人員的職責(zé)是在確保資料庫系統(tǒng)運(yùn)行正常、數(shù)據(jù)安全的同時(shí),有效支持和指導(dǎo)其他用戶,滿足各類用戶的業(yè)務(wù)需求。管理人員的權(quán)限包括用戶管理、數(shù)據(jù)庫對(duì)象管理、安全性管理、系統(tǒng)性能調(diào)優(yōu)、系統(tǒng)配置、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)等。

4 功能設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)需求分析和用戶設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,可以確定公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)應(yīng)具備10項(xiàng)功能:登錄、注冊(cè)、上傳、審核、素材管理、專題管理、素材統(tǒng)計(jì)、用戶審批、導(dǎo)入和導(dǎo)出,如表1所示。

表1 圖片影像資料庫系統(tǒng)功能

5 數(shù)據(jù)庫及素材庫設(shè)計(jì)

圖片影像資料庫系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫和素材庫組成。其中,數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)和組織圖片影像資料和用戶的元數(shù)據(jù),用以描述素材屬性(包括:文件名、文件大小、創(chuàng)建日期、作者、拍攝地點(diǎn)等)、特征(包括:圖像分辨率、顏色特征等)、含義(包括:關(guān)鍵字、版權(quán)信息、圖像主題、場(chǎng)景等)、結(jié)構(gòu)(包括:圖像關(guān)聯(lián)、圖像版本、圖像集合等)和用途等內(nèi)容,支持資料庫素材的檢索和權(quán)限控制。數(shù)據(jù)庫不直接提供圖片影像素材的預(yù)覽功能,而是用于支持素材庫的功能,其作為一個(gè)后端數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),供素材庫調(diào)用和查詢。

素材庫則用于存儲(chǔ)和管理各類型的媒體素材,如圖像、照片、音頻、視頻、圖標(biāo)等,供不同項(xiàng)目和文檔使用。素材庫具有清晰友好的用戶界面,支持預(yù)覽、素材類型篩選和搜索等功能,以便用戶能夠輕松查找和選擇所需的圖片和影像資料。數(shù)據(jù)庫和素材庫的協(xié)同工作,組成綜合的圖片影像資料庫系統(tǒng)解決方案。

6 結(jié)語

加強(qiáng)公路文化建設(shè)是公路事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和公路事業(yè)現(xiàn)代化的重要內(nèi)涵。因此,需要有效加強(qiáng)公路交通圖片影像資料的應(yīng)用和價(jià)值挖掘,以打造更好的公路文化產(chǎn)品。本文介紹了公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和具體設(shè)計(jì)內(nèi)容,有助于公路交通宣傳工作人員有效利用和發(fā)掘公路交通圖片影像資料的價(jià)值,促進(jìn)公路文化產(chǎn)品的生產(chǎn)和打造,展示公路交通的發(fā)展歷程和美好現(xiàn)狀,加強(qiáng)公路文化建設(shè),促進(jìn)公路事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展和現(xiàn)代化進(jìn)程。