張軍琿 霍建偉 姬勝昔 王建付

（黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，河南 鄭州 450003）

南水北調(diào)中線丹江口移民影像庫系統(tǒng)研究與應(yīng)用

張軍琿 霍建偉 姬勝昔 王建付

（黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，河南 鄭州 450003）

南水北調(diào)中線丹江口水庫移民34.5萬人，涉及移民量大，是南水北調(diào)中線工程建設(shè)中的重要任務(wù)，研究開發(fā)移民影像庫系統(tǒng)，對(duì)移民資料的管理和利用具有重要意義。本文探討了移民影像庫系統(tǒng)技術(shù)框架、主要功能、關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)等，結(jié)合河南省移民情況，研發(fā)了南水北調(diào)中線丹江口移民影像庫系統(tǒng)，推進(jìn)工程移民管理現(xiàn)代化，可在類似工程移民影像管理中推廣應(yīng)用。

南水北調(diào)；丹江口；工程移民；影像庫

1 引言

南水北調(diào)中線工程是整個(gè)南水北調(diào)工程的有機(jī)組成部分，丹江口水庫是南水北調(diào)中線工程的水源地。前國務(wù)院總理溫家寶在視察丹江口市時(shí)就指出“南水北調(diào)的關(guān)鍵在中線，中線的關(guān)鍵在加壩，加壩的關(guān)鍵在移民”[1]。而水庫移民搬遷是一項(xiàng)涉及面極其廣泛的復(fù)雜社會(huì)系統(tǒng)工程，南水北調(diào)中線工程丹江口水庫移民涉及34.5萬人，是目前中國移民數(shù)量最多的水庫移民工程，移民數(shù)量之大在以后中國的水庫移民工程中也將是很少見的[2]。

隨著攝影錄像設(shè)備的不斷更新和信息技術(shù)的快速發(fā)展，移民工作搬遷前、搬遷安置過程中，及搬遷后，對(duì)移民區(qū)、移民戶進(jìn)行原始的實(shí)地照片拍攝和錄像，具有珍貴的歷史價(jià)值。由于這些采集的移民影像資料，多以大量的影像文件保存，使得這些數(shù)據(jù)不方便直接使用。南水北調(diào)中線丹江口移民影像庫系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱影像庫系統(tǒng)）旨在運(yùn)用先進(jìn)的地理信息、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)南水北調(diào)中線工程丹江口大壩、丹江口庫區(qū)范圍內(nèi)移民征遷區(qū)和安置區(qū)影像資料建立信息系統(tǒng)。通過整編、加工移民實(shí)地拍攝現(xiàn)狀影像資料，建立以征遷區(qū)視頻錄像、照片為主題的丹江口移民影像數(shù)據(jù)庫，建設(shè)基于征遷區(qū)電子地圖的影像庫查詢系統(tǒng)，用戶能夠方便地以地圖導(dǎo)航、分級(jí)查詢方式快速查詢移民數(shù)據(jù)和影像資料，直觀了解庫區(qū)移民搬遷前現(xiàn)狀和搬遷后對(duì)比，為各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和決策者對(duì)丹江口移民提供可靠的決策依據(jù)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)功能

影像庫系統(tǒng)建設(shè)的重點(diǎn)是對(duì)大數(shù)據(jù)量的移民歷史影像資料的存儲(chǔ)、管理和分級(jí)查詢，以及基于GIS的地圖導(dǎo)航查詢，主要包括以下幾個(gè)功能：

（1）影像庫管理：提供征遷區(qū)拍攝的原始移民戶、村集體等具有歷史保存價(jià)值的現(xiàn)狀照片、視頻資料等文件管理；根據(jù)安置區(qū)移民新村現(xiàn)場(chǎng)拍攝需要，提供移民新村照片、視頻錄像等資料管理；以及拍攝的其他影像資料的統(tǒng)一存儲(chǔ)管理。包括對(duì)影像資料文件庫預(yù)處理、建立索引、更新索引等功能。

（2）影像檢索與瀏覽：提供對(duì)對(duì)征遷區(qū)現(xiàn)狀影像資料、安置區(qū)移民新村影像資料及其他影像資料按縣、鄉(xiāng)、村、組分級(jí)查詢、分級(jí)統(tǒng)計(jì)，按戶名定位查詢，按關(guān)鍵字的匹配檢索功能，照片的在線縮略圖顯示和列表顯示功能，視頻的在線播放功能等。

（3）典型村影像庫展示：提供按村對(duì)典型村戶進(jìn)行組織，對(duì)典型村戶的照片瀏覽和視頻瀏覽功能，以及對(duì)典型村戶影像資料的檢索功能。

（4）地理信息系統(tǒng)導(dǎo)航：以丹江口征遷區(qū)25萬基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、南水北調(diào)中線工程線路及建筑物分布為底圖，通過疊加征遷區(qū)、安置區(qū)和移民村等專題，以電子地圖的形式提供快捷的影像庫文件導(dǎo)航。包括地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)操作、影像資料與行政區(qū)劃、村莊點(diǎn)和征遷區(qū)等關(guān)聯(lián)查詢，以及對(duì)應(yīng)的專題圖顯示功能。

（5）系統(tǒng)管理：提供包括移民基礎(chǔ)行政區(qū)劃代碼管理、用戶管理、權(quán)限管理，以及數(shù)據(jù)字典管理等功能。

2.2 系統(tǒng)框架

系統(tǒng)采用基于瀏覽器、服務(wù)器模式的三層體系結(jié)構(gòu)，即數(shù)據(jù)層、中間層和應(yīng)用層。數(shù)據(jù)層存儲(chǔ)和提供系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)，即影像文件數(shù)據(jù)庫及影像文件的索引庫；中間層包括索引服務(wù)、圖片服務(wù)，及視頻服務(wù)；應(yīng)用層包括系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的各項(xiàng)功能，通過客戶端向用戶提供影像文件索引和管理、影像資料檢索與瀏覽、典型村影像庫展示、地理信息系統(tǒng)導(dǎo)航和系統(tǒng)管理等功能。

系統(tǒng)基本框架如圖1所示：

圖1 系統(tǒng)基本框架圖

3 關(guān)鍵技術(shù)

本系統(tǒng)研究開發(fā)涵蓋了從移民影像資料的現(xiàn)場(chǎng)采集、整編加工所拍攝影像資料、數(shù)據(jù)入庫與管理、構(gòu)建影像資料索引、業(yè)務(wù)系統(tǒng)開發(fā)等工作流程，其總的開發(fā)技術(shù)路線框架如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)開發(fā)研究技術(shù)路線

（1）基于H264編碼的數(shù)字高清影像整編技術(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)采集的影像資料具有分辨率多、編碼格式多、類型多和文件格式多等特點(diǎn)，為進(jìn)行統(tǒng)一，視頻整編格式統(tǒng)一采用FLV封裝格式，影像編碼運(yùn)用H264編碼技術(shù)進(jìn)行資料整編，影像清晰度高、壓縮率高。

（2）基于XML技術(shù)的影像庫索引。影像存儲(chǔ)采用文件方式，影像庫存儲(chǔ)的主要是大數(shù)據(jù)量的文件，相關(guān)的數(shù)據(jù)庫表是這些文件管理和應(yīng)用的基礎(chǔ)支持，采用XML文件進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的管理。

（3）基于Red5的流媒體服務(wù)器構(gòu)建。視頻服務(wù)器采用目前使用廣泛、開源的Red5[3]流媒體服務(wù)器。視頻在線采用Flash流媒體技術(shù)，視頻文件采用H264編碼，視頻流媒體采用FLV封裝格式，客戶端通過瀏覽器Flash插件播放。Red5是一個(gè)基于Java的開源Flash流媒體服務(wù)器，流技術(shù)可以讓用戶一邊下載一邊觀看、收聽,既可以避免播放的中斷,也使得文件播放得以維持，用戶體驗(yàn)效果較好。

（4）基于RIA和ArcGIS Server服務(wù)的地理信息系統(tǒng)導(dǎo)航開發(fā)。地理信息系統(tǒng)導(dǎo)航采用ArcGIS軟件平臺(tái)，地圖發(fā)布采用ArcGIS Server，Web客戶端采用RIA（Flex）開發(fā)[4]。

（5）基于J2EE的影像庫管理系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)。影像庫系統(tǒng)開發(fā)采用J2EE開發(fā)平臺(tái)，前臺(tái)采用Flex技術(shù)。Flex是一種RIA（Rich Internet Application，富互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)）開發(fā)技術(shù)，它是開發(fā)Web應(yīng)用的有效工具，具有更好的網(wǎng)絡(luò)交互能力、絢麗的表現(xiàn)效果，可以很方便地為應(yīng)用程序添加動(dòng)畫效果，用戶界面豐富多彩。

4 系統(tǒng)應(yīng)用情況

影像庫系統(tǒng)研究緊密結(jié)合工程移民管理需要，能夠完成各類移民影像資料的數(shù)字化管理和影像在線瀏覽播放，以及移民搬遷前后的生產(chǎn)生活、狀況照片對(duì)比，方便快捷，具有較高的技術(shù)水平和科技含量，具有較好的市場(chǎng)推廣和應(yīng)用前景。目前已在南水北調(diào)中線丹江口移民影像采集及水利工程移民管理工作中進(jìn)行應(yīng)用，通過使用本系統(tǒng)整編的移民影像成果，可快速了解庫區(qū)移民搬遷前的現(xiàn)狀，整編交付的該部分成果已作為南水北調(diào)工程移民基礎(chǔ)資料進(jìn)行便捷查閱應(yīng)用；通過使用本系統(tǒng)，可以快速獲取移民征遷區(qū)和安置區(qū)情況，可快速找到關(guān)注的每一戶實(shí)際圖片和視頻，村集體財(cái)產(chǎn)照片等，促使這些大數(shù)據(jù)量的影像資料流動(dòng)起來，較大提高影像的檢索效率，提升工作效率和管理水平；通過使用本系統(tǒng)研究開發(fā)成果，可在靈活的電子地圖上快速獲取工程移民征遷區(qū)和安置區(qū)范圍，對(duì)比查看安置新村情況，實(shí)現(xiàn)搬遷前后無縫切換，更好地實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確高效的信息支撐。

影像庫系統(tǒng)不僅為南水北調(diào)中線丹江口移民管理提供重要支撐，有效地管理了寶貴的影像資料，而且可以為各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和決策者對(duì)丹江口移民提供可靠的決策依據(jù)，快速提升管理水平，推動(dòng)南水北調(diào)中線工程移民管理現(xiàn)代化，對(duì)工程移民及相關(guān)行業(yè)的影像庫研究開發(fā)具有快速效仿和推動(dòng)作用，提升移民影像管理與利用。

5 結(jié)語

影像庫系統(tǒng)對(duì)南水北調(diào)中線工程丹江口大壩、丹江口庫區(qū)范圍內(nèi)移民征遷區(qū)和安置區(qū)影像資料庫建立信息系統(tǒng)，目前已在中線丹江口移民影像采集及水利工程移民管理工作中初步發(fā)揮了作用，提高了工作效率和管理水平。系統(tǒng)研究開發(fā)過程中積累了很好的經(jīng)驗(yàn)和行之有效的方法，比如影像庫自動(dòng)化整編、面向?qū)ο笤敿?xì)設(shè)計(jì)方法和獨(dú)立測(cè)試過程等，同時(shí)也走了不少彎路，遇到了一些難題，比如影像封裝格式、影像快速加載問題等，這些都將為國內(nèi)外目前在建的和準(zhǔn)備建的工程移民影像庫系統(tǒng)提供了很好的工作基礎(chǔ)。

[1]陳華平．南水北調(diào)中線加壩工程前奏曲之二：為了移民安居[N].十堰日?qǐng)?bào)，2005-9-22．

[2]石明磊．南水北調(diào)移民強(qiáng)度超三峽工程[N]．新京報(bào)（北京），2011-8-22．

[3]RED50.6 RC2[EB/OL]．http：//osflash．org/red5．

[4]劉俊，譚建軍，邵長高．基于Flex 的WebGIS 框架設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]．計(jì)算機(jī)工程．2010，36(10)：242-244．

Research andApplication of the Immigration Image Database System of Danjiangkou for the South-to-North Water Diversion Middle Route

Zhang Junhui Huo JianweiJi ShengxiWang Jianfu
(Yellow River Engineering Consulting Co.,Ltd.,Zhengzhou 450003,Henan)

tract】 Danjiangkou reservoir resettlement for the south-to-north water diversion middle route is 34.5 million.It is an important task in the south-to-north water diversion middle route project.The research and development of the migration image database system has important significance to the management and utilization of the valuable migration data.This paper discusses the framework,main functions and key technologies of migration image database system.According to the situation of immigrants in Henan Province,we develop the image database system of Danjiangkou immigration for the middle route of the south-to-north water transfer project.This system will promote the modernization of project management,and it can be applied in the image management of similar projects.

words】 south-to-north water diversion;Danjiangkou;progect migration;image database

TP751

A

1008-6609(2017)04-0044-03

張軍琿（1986-），女，河南扶溝人，研究生，工程師，研究方向?yàn)閼?yīng)用軟件研究開發(fā)、水利信息化。