楊海鷗

摘要 作為許多工程領(lǐng)域的應(yīng)用熱點(diǎn)，地理信息系統(tǒng)（GIS）在很多領(lǐng)域具備較高應(yīng)用價(jià)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(jì)、具體功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)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?yàn)橄嚓P(guān)業(yè)內(nèi)人士帶來(lái)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(xiàng)以計(jì)算機(jī)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(shí)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(lái)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(duì)象，希望本文開(kāi)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?yàn)槠桨渤鞘薪ㄔO(shè)提供可靠而實(shí)用的平臺(tái)。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

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(guò)對(duì)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(kù)、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(shí)際應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)采用了客戶機(jī)/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(biāo)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(shí)也屬于本文研究的核心內(nèi)容，在GIS的支持下，GIS模塊實(shí)現(xiàn)了地圖顯示、信息查詢、告警提示、動(dòng)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(shí)現(xiàn)的狀態(tài)監(jiān)控客戶端需要得到屬性數(shù)據(jù)庫(kù)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)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(jì)、顯示需要。

1.5 GIS數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

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(qiáng)該系統(tǒng)的靈活性，本文開(kāi)展的城市治安網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了分開(kāi)存儲(chǔ)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(jìn)行存儲(chǔ)，圖形矢量數(shù)據(jù)則采用賦予唯- ID號(hào)、Maplnfo標(biāo)準(zhǔn)文件格式存儲(chǔ)，為了更好滿足系統(tǒng)需要，GIS數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)現(xiàn)Dataset對(duì)象的創(chuàng)建，其中包含著被綁定圖層對(duì)象的計(jì)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(shí)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(dòng)滾屏等功能，各功能的實(shí)現(xiàn)如下所示：

2.1.1 大小控制

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

2.1.2 自動(dòng)滾屏

自動(dòng)滾屏的實(shí)現(xiàn)需要獲得圖形滾動(dòng)后的縮放倍數(shù)和中心點(diǎn)坐標(biāo)，這就需要隨時(shí)獲得鼠標(biāo)移動(dòng)過(guò)程光標(biāo)所在位置、獲取區(qū)域大小、獲取當(dāng)前地圖顯示的視野范圍及中心點(diǎn)坐標(biāo)、判斷滾動(dòng)信息，最終顯示圖形即可實(shí)現(xiàn)該功能。

2.2 最短路徑功能

作為GIS領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，最短路徑同樣屬于本文研究的核心內(nèi)容，本文開(kāi)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(jì)流程

為實(shí)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(duì)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(lái)說(shuō)，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(jì)需要將數(shù)字化矢量地圖的節(jié)點(diǎn)弧關(guān)系抽象為圖的結(jié)構(gòu)，由此開(kāi)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?fù)潢P(guān)系、生成拓?fù)湮募淮蜷_(kāi)拓?fù)潢P(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(dá)

道路的集合屬于城市交通樞紐的重點(diǎn)，但受城市道路特點(diǎn)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(lái)的道路間拓?fù)潢P(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(duì)象之一，由此即可將道路分割成路段，而同時(shí)將二者分別定義為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和弧，在具體的圖層保存中，可將路段作為線對(duì)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(shí)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?fù)浣Y(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(kāi)展的道路網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系建立需要按照“預(yù)處理一結(jié)點(diǎn)獲取一邊獲取及長(zhǎng)度計(jì)算一建立結(jié)點(diǎn)與邊的關(guān)聯(lián)”流程實(shí)現(xiàn)。

2.2.4 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在最短路徑功能的設(shè)計(jì)中，存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也屬于其中重要環(huán)節(jié)，為了盡可能提升功能實(shí)現(xiàn)效率，本文選擇了采用鄰接表（鏈表）存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)提供支持。

2.2.5 Dijkstra算法改進(jìn)

應(yīng)用經(jīng)典Dijkstra算法開(kāi)展的路線最短路徑計(jì)算存在計(jì)算速度較慢情況，這是由于該算法在時(shí)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(jìn)需要主要考慮道路結(jié)點(diǎn)組織數(shù)據(jù)的選取、開(kāi)展結(jié)點(diǎn)和路段數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)管理，由此實(shí)現(xiàn)的避免全部結(jié)點(diǎn)遍歷搜索、無(wú)效數(shù)據(jù)占據(jù)存儲(chǔ)空間，即可大幅提升Dijkstra算法的應(yīng)用效果。

2.2.6 實(shí)現(xiàn)結(jié)果

為驗(yàn)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(cè)試重點(diǎn)開(kāi)展了最短路徑功能的測(cè)試，這一測(cè)試選擇了某地城市道路網(wǎng)絡(luò)圖作為研究對(duì)象，最終測(cè)試結(jié)果確定了改進(jìn)Dijkstra算法在耗時(shí)、精度方面具備明顯優(yōu)勢(shì)，由此可見(jiàn)該功能具備的較高實(shí)際應(yīng)用價(jià)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(shí)現(xiàn)較高水平應(yīng)用，本文開(kāi)展的城市治安網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)證明了這一認(rèn)知。而在此基礎(chǔ)上，本文涉及的最短路徑功能實(shí)現(xiàn)等內(nèi)容，則證明了研究的實(shí)踐價(jià)值。因此，在相關(guān)領(lǐng)域的理論研究和實(shí)踐探索中，本文內(nèi)容能夠發(fā)揮一定程度的參考作用。

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