廖廣軍， 謝德金

(1.廣東警官學院刑事技術系, 廣東廣州 510320; 2.廣州市公安局, 廣東廣州 510000)

面向視頻偵查的可視化平臺研究

廖廣軍1， 謝德金2

(1.廣東警官學院刑事技術系, 廣東廣州 510320; 2.廣州市公安局, 廣東廣州 510000)

視頻偵查與現(xiàn)場勘查是發(fā)現(xiàn)線索、收集證據(jù)的重要手段，如何有效融合視頻偵查與現(xiàn)場勘查資源是我們面臨的重要課題。以構建面向視頻偵查的可視化平臺為研究目標，充分運用KML、Sketchup等技術實現(xiàn)視頻資源信息管理，以虛擬仿真技術整合現(xiàn)場勘查資源，并借助Google Earth軟件實現(xiàn)視頻偵查資源和現(xiàn)場勘查資源的可視化展示，最后通過案例仿真可視化平臺的應用效果，驗證了方案的可行性。

視頻偵查； 現(xiàn)場勘查； 虛擬仿真； 可視化平臺

0 引言

隨著平安城市的建設和金盾工程的推進，在公共安全領域，圍繞視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應用得到推廣。從技戰(zhàn)法及應用技術方面來看，研究方向大致可分為以下幾方面：一是以時空鎖定為代表的各類視頻偵查技戰(zhàn)法的研究[1]；二是以模糊人像、車牌處理為代表的模糊圖像處理技術[2]；三是以大數(shù)據(jù)理論為依托的海量視頻圖像的信息處理與挖掘[3,4]；及以殘損視頻提取、分析為代表的一些交叉領域的研究[5]。從視頻資源的組織管理來看，逐漸形成以PGIS(警用地理信息系統(tǒng))為平臺的視頻資源的整合管理與有效應用[6]。隨著新修訂《刑事訴訟法》的頒布與實施，現(xiàn)場勘查在現(xiàn)場記錄、物證收集等方面愈加重要?，F(xiàn)場勘查系統(tǒng)的啟用與推行，基本解決了現(xiàn)場與物證信息的記錄與管理問題，現(xiàn)場勘查新機制逐漸從制度上保障了現(xiàn)場勘查質(zhì)量。

但是，從視頻資源的組織管理來看，更關注以PGIS為基礎平臺實現(xiàn)對GPIS平臺上多級別(省、市、區(qū))視頻資源的有效利用。區(qū)縣刑事技術部門，多以利用指紋、足跡、DNA等技術進行串并案和現(xiàn)場記錄。而面向基層一線民警的視頻資源管理手段研究相對較少，視頻資源和現(xiàn)場勘查資源有效整合為案件研判提供支撐更是亟待解決的問題。為此，本文提出以Google Earth軟件為基礎平臺，融合視頻偵查資源和現(xiàn)場勘查資源相關要素，構建面向個案研判和小區(qū)域要素管理的可視化平臺的方案，并通過案例仿真，真實、直觀地反應出平臺的應用效果。

1 現(xiàn)狀分析

如前所述，面向視頻偵查的技戰(zhàn)法應用研究方向得到了長足發(fā)展，以PGIS為基礎平臺的資源有效管理也受到極大關注。但是，基層派出所偵辦隊、管片民警難以獲取資源，大要案件分析研判資源難以有效整合、展示的實際問題依然存在。

從視頻終端的建設和管理方式看，可以將其分為三類：一類監(jiān)控點是覆蓋省、市黨政機關及主干道等公共復雜區(qū)域攝像機的點位；二類監(jiān)控點，是覆蓋重點單位、人員聚集地、人員密集區(qū)、案件多發(fā)地段攝像機的點位；三類監(jiān)控點也是社會資源圖像監(jiān)控點，是一、二類未覆蓋的黨政機關、企事業(yè)單位內(nèi)部和居民小區(qū)的攝像機點位。

目前，從視頻終端資源管理來看，對于一類視頻終端通過視頻專網(wǎng)，或集成到PGIS平臺，基本實現(xiàn)信息化手段管理；對于二類視頻終端有條件的地、市已通過視頻專網(wǎng)等形式基本實現(xiàn)了信息化管理；對于其余二類視頻終端和三類視頻終端相關位置信息和運行狀態(tài)基本以Word、Excel等文檔形式或民警個人記憶管理為主。因此，視頻終端資源管理至少存在兩個問題：一是PGIS或視頻專網(wǎng)多掌握在縣區(qū)級以上公安機關指揮中心或科技通訊部門，案件一般由刑偵部門或派出所負責流程及偵辦，部門間的條塊分割往往導致信息溝通不暢；二是對于發(fā)揮基礎數(shù)據(jù)作用的三類視頻終端，其基本的位置信息都缺乏信息化管理手段，導致信息嚴重滯后[7]。

從案件的視頻資源應用看，涉及視頻監(jiān)控的案件，常用方式是按一定半徑或嫌疑人來去路線進行軌跡跟蹤和時空鎖定，結合信息碰撞、圖像處理等手段進行案件偵破工作。對于部分二類視頻終端和三類視頻終端缺乏必要的位置數(shù)據(jù)的信息化管理，偵查員往往需要走街串巷，逐戶查訪，獲取信息速度慢，重復勞動多，且難以在案與案之間實現(xiàn)信息共享。

從大要案的分析、研判來看，目前大多數(shù)公安機關將視頻偵查部門和傳統(tǒng)刑事技術部門分開，案件匯報、決策、部署時多以部門間的各自匯報為主，缺乏平臺整合視頻偵查與現(xiàn)場勘查資源，決策人員無法直觀、準確地掌握這兩方面的信息，影響了對案件的研判與決策。

根據(jù)上述分析，體制、機制是制約信息交流、共享的重要原因，通過體制改革、機制創(chuàng)新、方法改進，各地推行偵技合一、五偵合一等工作方法都取得了良好效果。但體制與機制的改變和創(chuàng)新，往往涉及多部門聯(lián)動，需要多方配合，才能取得良好效果。本文提出以Google Earth軟件為基礎平臺，充分運用KML、Sketchup等技術實現(xiàn)視頻資源信息管理，以虛擬仿真技術整合現(xiàn)場勘查資源，面向派出所偵辦隊、管片民警實現(xiàn)案件之間的信息共享，并對個案的研判提供分析、研判平臺。方案的有效實施將在以下幾個方面產(chǎn)生積極影響：

(1)嘗試解決了派出所偵辦隊、管片民警等基層一線人員信息管理難題；

(2)以Google Earth為基礎平臺，解決離線運行問題；

(3)以KML語言管理信息，解決數(shù)據(jù)離線打包、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)共享問題；

(4)以Sketchup、虛擬仿真等技術為支撐，為大要案可視化研判提供方案和思路。

2 面向視頻偵查的可視化平臺

2.1 需求分析

視頻資源分布廣，種類多，其組織、管理及有效應用是復雜的系統(tǒng)工程。目前其信息化管理以區(qū)縣以上的指揮中心或視頻辦公室以PGIS或視頻專網(wǎng)平臺管理為主。難以滿足基層一線辦案迫切需要。當資源要素并不是特別龐大、復雜的情況(如一個村、一條街道的視頻資源)，通過一定技術手段有效的組織和管理，實現(xiàn)案件之間的信息共享，以及現(xiàn)場勘查資源的共享是十分必要的。通過調(diào)研，可視化平臺至少需要解決以下幾方面問題：

(1)案件之間視頻資源共享，比如視頻終端位置，可以進行信息同步與共享；

(2)視頻偵查中往往涉及對外圍環(huán)境評估，平臺能直觀展示案發(fā)地外圍環(huán)境；

(3)能夠及時查詢及調(diào)取案發(fā)地警用資源；

(4)中心現(xiàn)場需要合理展示；

(5)能夠直觀展示案件物證，供辦案人員分析、研判。

2.2 平臺架構設想

可視化平臺需要綜合利用各類技術手段，實現(xiàn)視頻偵查資源和現(xiàn)場勘查資源的有效整合，統(tǒng)籌展示外圍現(xiàn)場和中心現(xiàn)場的目的，有效解決面向業(yè)務部門的信息孤島等問題，其平臺架構及功能如圖1所示。

圖1 平臺架構及功能設計

2.3 視頻偵查資源整合

視頻偵查資源至少包括視頻攝像頭分布情況，案件周邊警用資源分布情況，案發(fā)地外圍現(xiàn)場情況，以及嫌疑人來去路線的軌跡及時空關系鎖定?？梢暬脚_能夠合理利用技術手段實現(xiàn)上述資源的充分整合和高效應用。從技術手段來說，平臺主要依托Google Earth軟件，資源管理借助KML語言編程實現(xiàn)，外圍現(xiàn)場展示利用SketchUp建模實現(xiàn)。

Google Earth是谷歌公司開發(fā)的虛擬地球軟件，它將衛(wèi)星照片、航空照片和其他位置信息要素布置在一個三維地球模型上，用戶可通過客戶端軟件瀏覽圖片，也可通過模型加載等手段實現(xiàn)場景展示。SketchUp是一款與Google Earth配套的簡易3D建模軟件，通過對案發(fā)地建筑建模，并加載到Google Earth平臺實現(xiàn)外圍現(xiàn)場展示。KML語言是一種基于標簽語法格式來描述地理標注信息，并在地圖瀏覽器中展示地理數(shù)據(jù)的文件格式。視頻偵查工作中，利用KML語言至少可以實現(xiàn)：

(1) 指定圖標或標注來區(qū)分每個位置信息，達到分類、分層次地管理相關警務設備；

(2) 為特定種類的標注定義顯示樣式，區(qū)分不同設備；

(3) 為每個視頻指定特定鏡頭視角，為案件研判提供技術支持；

(4) 為標注指定基于HTML語法的描述，支持超鏈接和圖片顯示，為相應位置存儲案件信息，梳理案件管理提供條件。

2.4 現(xiàn)場勘查資源整合

現(xiàn)場勘查資源包括現(xiàn)場照片、筆錄、物證等信息，多以圖片或文字形式表現(xiàn)。傳統(tǒng)的資源整合手段，多通過現(xiàn)場照片卷宗或現(xiàn)場勘查筆錄整合各類資源，主觀性強。結合可視化平臺的應用，通過全幅相機配合魚眼鏡頭在現(xiàn)場連續(xù)采集圖像數(shù)據(jù)，利用全景軟件制作現(xiàn)場各場景的全景圖像，并以虛擬漫游技術將全景圖像生成為虛擬空間，用戶通過交互手段實現(xiàn)虛擬三維場景的漫游，并通過熱點交互等手段實現(xiàn)物證的管理和展示，最后通過KML語言實現(xiàn)與可視化平臺的整合[8]。

2.5 可視化功能模塊

可視化平臺是以Google Earth軟件平臺為基礎的，在此基礎上通過KML語言結合公安工作的實際應用，重點完成查詢定位、設備管理、信息存儲、數(shù)據(jù)測量、現(xiàn)場內(nèi)外虛擬展示、物證虛擬管理等功能。

(1)查詢定位功能

以Google Earth平臺為基礎，實現(xiàn)案件地點，設備信息，案件信息的查詢。例如通過案件地點的查詢，可以迅速定位到案發(fā)地點，可以讓辦案人員及時了解案發(fā)現(xiàn)場及周邊環(huán)境的整體情況。

(2)設備管理功能

在平臺中，通過“添加地標”等方式可以快速標定設備在地圖中的位置，標定的地理位置信息通過KML語言進行數(shù)據(jù)保存。基層部門通過日常走訪、維護等形式，可以最大限度建立本轄區(qū)內(nèi)的警務設備位置信息圖。

(3)信息存儲管理功能

基層部門面對盜竊、攔路搶劫等案件，多以串并案為主要偵查手段。利用該平臺，除了能夠通過傳統(tǒng)的嫌疑人遺留物證進行串并案，還可通過地理位置的空間關系分析實現(xiàn)案件空間串并分析。

(4)數(shù)據(jù)測量功能

現(xiàn)場周邊的相對距離關系是視頻偵查中的重要內(nèi)容，利用Google Earth平臺實現(xiàn)測量，可以避免現(xiàn)場測量的人、財、物的消耗，并極大的提高工作效率。

(5)現(xiàn)場內(nèi)外虛擬展示

現(xiàn)場外的虛擬展示主要是利用SketchUp軟件實現(xiàn)現(xiàn)場外圍的簡易建模，為偵查員提供現(xiàn)場外圍的直觀情況?，F(xiàn)場內(nèi)的虛擬展示，主要指利用基于圖像渲染技術實現(xiàn)現(xiàn)場的虛擬全景仿真，偵查員在虛擬現(xiàn)場內(nèi)實現(xiàn)案件研判。

(6)物證的虛擬管理

現(xiàn)場物證是分析現(xiàn)場的重要內(nèi)容，手印、足跡形成的部位與方式都是現(xiàn)場分析、現(xiàn)場重建的重要信息支撐，通過交互熱點等技術，可將物證的圖像、視頻、鑒定意見等整合到虛擬環(huán)境。

3 可視化平臺仿真展示

為驗證平臺的可行性，以某學院實訓中心及周邊區(qū)域為模擬對象，實現(xiàn)平臺仿真展示。現(xiàn)場照片采集使用Canon EOS 5D Mark Ⅱ相機，外圍模型建立使用SketchUp軟件，全景拼接使用PTGui軟件，虛擬漫游使用P2VR軟件，基礎平臺使用Google Earth，主要編程語言為KML。

3.1 可視化基礎平臺

現(xiàn)場外部環(huán)境主要是周邊道路和建筑情況，使用SketchUp建模實現(xiàn)，并通過模型導入接口，導入到Google Earth平臺中，是案發(fā)地的周邊的建筑分布情況與Google Earth平臺的相關信息得到整合。結合KML技術，實現(xiàn)視頻終端資源、警務設施等資源的有效組織和管理。實驗區(qū)域(A區(qū))標注如圖2所示，案發(fā)地外圍情況如圖3所示。

圖2 實驗區(qū)域標注

圖3 案發(fā)地外圍情況

3.2 基于虛擬漫游的現(xiàn)場環(huán)境展示

現(xiàn)場環(huán)境展示包括現(xiàn)場方位、現(xiàn)場概貌、現(xiàn)場重點部位和現(xiàn)場細目等方面的展示，現(xiàn)場細目多與物證信息聯(lián)系在一起。通過全景仿真等手段實現(xiàn)現(xiàn)場環(huán)境展示，案情模擬分析，并利用熱點交互等技術手段實現(xiàn)案件物證展示。圖4為模擬案件虛擬展示情況，圖4(a)為配有現(xiàn)場指南針功能的現(xiàn)場方位展示，圖4(b)與圖4(c)為現(xiàn)場場景的虛擬展示，圖4(d)為利用虛擬場景中的熱點交互功能實現(xiàn)物證圖片展示，圖4(e)為對現(xiàn)場彈道軌跡的虛擬仿真。

圖4 模擬案件虛擬展示情況

4.3 其他功能展示

可視化平臺還包括查詢、設備管理、信息存儲等功能，圖5～7分別對上述功能進行展示。

圖5 設備管理及查詢

圖6 案件信息摘錄

圖7 勘查資源共享

4 結語

本文探討了利用基本軟件實現(xiàn)視頻偵查資源和現(xiàn)場勘查資源整合的方案，并且通過仿真案例驗證了方案的可行性。該方案的有效實施能夠解決基層一線民警對于轄區(qū)內(nèi)資源管理的迫切需求，也為大、要案分析研判提供可視化平臺，且通過離線運行、數(shù)據(jù)包加密、案件材料單獨打包等形式能夠?qū)崿F(xiàn)涉案資源和數(shù)據(jù)的保密與有效運行。但全文僅僅進行了模擬仿真，下一步可考慮在城中村、封閉小區(qū)等特定區(qū)域進行試運行。

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(責任編輯 于瑞華)

廣東省教育廳特色創(chuàng)新項目(2015KTSCX096), 廣東省優(yōu)秀青年教師培養(yǎng)計劃及廣東警官學院教師創(chuàng)新團隊計劃項目(2015JSTD03)。

廖廣軍(1981—)，男，四川人，博士，副教授。研究方向為視聽數(shù)據(jù)應用、現(xiàn)場可視化仿真等。

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