全国各级警用地理信息系统建设内容和关键技术分析.pdf

一一 一一下面硕通嗜葱获采写 遥可 全国各级警用地理信息系统 建设内容和关键技术分析 公安部信息通信局孙玉龙 北京山海经纬信息技术有限公司 青岛市公安局周国梁 周大良北京市公安局贺日兴 一 背 1 国内外Gl s技术的应用和发展 GIS G e ogr aphy I n f o rmatio n System 地理信息 系统 是融合计算机 图形 和数据库于 一体 用来存 储和处 理空间信息的高新技术 它把地理位置 和 相关属性有机地结合起来 根据用 户 的需要将空 间信息及其属性信息准确真实 图 文并茂地输出 给用 户 满足人们对空间信息的要求 借助其独有 的空间分析功 能和可视 化表达功能 可以进 行各 种辅助决策 GI S 能够帮助人们将电子表格和数 据库中无法看到的数据之 间的模式和发 展趋势以 图形 的形式清晰直观地表现 出来 进行空间可视 化分析 实现数据可视化 地 理分析与已有业务应 用 的有机集成 从而满足决策多维性的需求 G I S已深人 到各行各业 据抽样调查 我国2 5 个省市 1 9 个行业中不同程度地使用 了G I S GI S 的应用日趋 广泛 GI S已被公认为2 1 世 纪 的支柱 产业 目前在国内国外的GI S技术发展 重在如 下几 个 方 面 l w ebG IS 技术的发展 G I S和I nte r n et 技术的融合 形成了W ebG IS 和传统的基于Clie n 口 Ser v e r 的GIS相比 W eb G IS 客户可以同时访问多个位于不同地方的 服务器上 的最新数据 大大方便了G I S 的数据管理 使分布 式的多数据源 的数据管理和合成更易于实现 无 论服务器 客户 机 是何种机器 无论We bG IS服务 器端使用何种G IS软件 由于使用了通 用 的 We b 浏览器 用 户就可以透 明地访 问 We b G IS数据 在 本机或某个 服 务器上 进行 分布式部件的动 态组合 和空间数据的 协同处理与分析 实现 远 程异构数 据的共享 另外 由于客户端的简单性而大大节省 了维 护 和部署 的费用 2 空 间数据库的 应用 GI S 技术的瓶颈之一就是 如何解决海 量 空 间 数据管理 问题 在面向对象的空 间数据库中 海 量 地图数据的使用变得更加简单 在应 用时 客户端 只需极少量 的编程 就可实现 对数据库里数据的 动态显示 数据库会根据 当前地 图客户端的显示 视野 自动将此范围内的 图形检索出来 并送 到客 户端显示 利用 面 向对象的数据库技术 可建立一 种真正的C l ie n口Ser v e r 结 构的空间信息系 统 这 不仅可以解决 海量数据的存储 与管理等问题 也 解决了多用户编辑 数据 完整性 数 据安 全机制等 许多问题 3 高分辫率遥感与 Gl s 的结合 高分辨率的遥感影像已逐渐应 用到商业 领域 当中 其最高精度可以达到 lm左右 G I S为核心 的高分辨率遥感影像与GI S G PS 全球定位系统 的集成 使得人们能够实 时地采集数据 处 理信 息 更新数据 和分析数据 GI S 已发 展成为具有多 媒体网络 虚拟现实技术以及数据可视化的强 大 空间数据综合处理技术系统 高分辨率遥感影像 是实时获取 动态处理空间信息对地观测 分 析的 先 进技术系统 是为GI S提供准确可靠的信息源 和实时更新数据的重 要保证 4 无线通讯与G IS的结合 无线通讯改变了人们的 生活和工作方式 随 着无线通 讯技术的发 展 特别是 CDMA GPR S 等 ZG和3 G 技术的应 用 推 广 使无 线 通信技 术与 GI S 技术以及 In te rn e t 技 术 的结合成为可能 形成 尸 一ee丁ee卜n ology200 6 3 3 用地理信息技术与应用 了 一种新的技术 无线定位技术 Wir ele s s 肠 eation T e ehn o l o g y 因此也衍生一种新的服务 即 基于位置的服务 肠e a tion Ba s ed Ser vie e 利用 这 种技术 人们可以利用手机查询到自己所在 的位 置 再利用G I S 的空 间查询分析功能 查到自己所 关心的信息 并进而建立各种各样复杂的应 用 移 动GI S的出现对于 GI S 来说有着跨时代的意义 2 GI S 技术在公安行业中的主要应用 我 国自80年代 开始在各个行业部门运 用 GI S 技术 建立 了大量的应用系统 公安系 统也 不 例外 由于公安信息化所使用的大量业务数据都 与空 间位置有关系 所以包括公安部 北 京 市公安 局 昆明市公安 局等各级公安部门都进行了一些 尝试 针对不同业务建立 了各种各样的G IS系统 经 过多年的探索证明 公安部 门应用G I S 系 统可以解决大量的实际问题 l 可以迅速判别事故发生地点 指挥中心根 据语音系统 电话号码或者移动电话等快速在地 图上标绘事故地点 2 可以进行快速查询分析和辅助决策 根据 数据库和 出事地点信息快速查询事故发生地附近 的警情 警力 社保 安防信息以及 交通 和建筑分 布状况 3 可以帮助制定战术方案 根据事故蔓延趋 势进行影响范围分析和区域划定 从数据库 中提 取各种有用信息 方便地进行分析和制图输出 4 可以对设备进行有效的管理 如 定位 定 期维护 查询统计 制定巡视计划等 需要 时 可以 迅速查询事故发生地附近的所需相关设备 如 消 防设施等 和快速获取途径 5 可以绘制疏散路线 指挥受难者迅速撤离 定位紧急避难所 根据避难所的接受能力和距离 到 达时间分配受难者 并进行紧急救援物资的合理配 给 6 可以将救援计划和战术布置以图形和文 字等多种 方式迅速传达到每一支救援 警备力 量 从 而迅速准确地执行紧急任务 7 可以使警力的布置和作战指挥更加直观 准确 8 可以随时查询并进行基 于各种 目标 的专 题分析 如 人口分布 犯罪发生地点 人口年龄分 布 火灾多发区 火灾多发季节等 9 可以详细 了解犯 罪区域分布情况 更有助 于警力的规划和分布 通过 对犯 罪高发区的地形 街区和道路分析 战略性地设 置路障和关卡 10 可以 以最快的速度准确地到达出事地 点 通 过路径分析和模拟 用 图形方式精确而直观 地表示 出在多种交通状态下 多个出警方案到达 出事地点的时 间 11 可以通 过 对 不同地域 不同时期犯 罪 活 动的统计分析 得 出犯 罪趋势分析结果 有助 于制 定战略性计划和决策 12 可以对 火灾救援 罪犯追踪等进行预案 模拟 预案查询 网络模拟训练 13 可以帮助制定社区保安系统和应急服务 措施 二 建设的主要问肠和若千误区 1 建设中的主要问题 公安部已经将警用综合地理信息系统建设列 人 金 盾工 程 2 3个一类项 目中 成为 金盾工程 的重要组成部分 但是随着系统建设的不断深入 也暴露出一些 严重 的 问题 制约了 GI S技术在公 安行业中的 应用 和推广 l 电子地图数据不规范 表现在数据不详 细 信息陈旧 比例尺太小 公安业务数据信息较 少 无法满足公安应 用要求 2 没有解决业务数据 MIS 和 电子地图 GI S 的结合 满足 不 了实战要求 系统只是基 于 电子地 图进行简单的查询 没有和公安数据进行 有效结合 比如报警电话 自动定位 常住 暂住人 口 案事件信息等分析和定位显示无法实现 这样 造成了系统局限性 无法开展在各单位的应用 3 数据更新机制落后 现有地 图数据和业务 工作系统结合不紧密 数据更新机制没有跟 上 数 据量少 且不 准确 由于没有数据支撑和持续更新 机制 应 用 面已越来越窄 长此以往应用将无法 开 展 目前公安部已经推出 了警用地 理信息系列标 准 对建设 中存在的问题进行系统研究 并进行了 4 1察技术 20 0 6 3 用地理信息技术与应用 规范 将为全 国警用地理信息系统有序建设提供 依据 2 建设中的主要误区 当前警用地理信息系统建设出现一些 混乱局 面 一 些地方在系统建设中存在很多误区 这些 不 利于警用地理信息系统推广 应 用 和发展 造成极 大浪费 l 把警用地理信息系统的建设看成是一张 电子 地 图的建设 很多公安机关认为警用地理信息系统的建设 就是 一 张地图 从每个地方买一张地图就可以使 用 拿来进行地图查询 将 GP S 放上 就可以了 实 际上警用地理信息系统的建设其关键并不是简单 的 电子地 图 而是如何实现业务信息地图可视化 基于地的关联 和综合分析 对基础电子地图数据 有明确的要求 必须确保电子地图能够实现和业 务关联 离开 了公安业务信息的GI S不 是警用地 理信息系统 2 把警用 地理信息系统的建设当成领 导来 看的花 瓶 不和实战紧密结合 很多公安机关的警用 地理信息系统平时都不 应用 只有在领导来参观时候打开看一下 没有真 正在实践中使用 警用地理信息系统的建设对各 个实战部门具有重要的意义 建设过程中必须首 先考虑 和公安业务实战模式 紧密配合 要融人到 民警日常工作模式中 3 把警用地理信息系统的建设当成是建设 公司 的事情 自己只管使用 警用地理信息系统的建设由于涉及到多个警 种 多个业务部门 需要公安机关领导高度重视 建立有效组织协调 机制 并要求民警 自己参与 因 此 不能认为系统的建设仅仅是公司 它需要 民警 全程参与建设 4 把警用地理信息系统作为一个系统建设 而不是作为工程建设 认识不到建设的长期性 警用地理信息系统的建设是一个长期系统工 程 需 要不断持续建设 而 不是一次建成的 系统 并随着应用的深人需要 逐步建设 其数据更新 机 制和 系统的应用能力将决定系统的生存与发 展 5 注重功 能 实现 不注 重数据组织 无法 发 挥实战效果 很多建设单位对警用地理信息系统期望 很 高 希望建设一个功能强大的系统 为此要求构建 了很多复杂而实用性差 的功能 比如路径分析 如 果 没有道路交通状况 的支持 可能选择的道路路 径 不如人工选择的快捷和准确 比如报警固定电 话定位 如果 没有 门楼牌号 码数据支持 固定电话 无法 定位 这样功能做了实际确无法使用 三 各级 用地理信息系统的 建设内容和要求 1 部级警用地理信息系统的建设内容和要求 l 部级警用地理信息系统定位 部级警用地理信息系统定位于 满足部级 GI S应 用 要求 实现对全 国 省 直辖市 省会城市警用地理信息共享 交换和使 用 满足部级宏观决策分析 实现 全 国要情信 息基 于空间的综合分析和专题展 现 满足部级指挥调度要求 实现对发生重特 大案 事 件和 反恐应急事件的处置 2 部级警用地理信息系统数据要求 全国范围内的应用 宜采用 1 40 00 以刃 1 lO0000 l 2500 刃比例尺 最 宜采用l 250 000 比例尺 在全 国范围内对重点区域如省 边 界等区 域可采用 l 50000比例尺 直辖市 省会城市 重点城市可采用I 50000 1 10 00 0 比例尺 有条件的地区可采用 1 50 00比例尺电子地图 3 部级警用地理信息系统建设内容 建立统一的警用地理信息符号库和警用 地理信息标绘系统 为全 国各级公安机关提供一 套完整的符号库和标绘系统 构建空间数据共享与交换平 台 实现 全 国 1 2 5万数据 省级警用地理信息数据和省会城市 数据的交换 建库和管理 构建以指挥调度为核 心 的预案管理 应急 指挥和处置系统 实现对重大事件的处 置 构建全国三 维地形可视化系统 为部级宏 尸01 一 e eTe ehnology20 0 6乃 5 用地理信息技术与应用 观决策和应急处置提供支撑 实现对 主要 重点城市基 于电子地 图 的 图 像监控 为全 国民警提供电子地 图 服务 可以浏览 和查询全 国 省 市 县的信息 并提供路径分析 服务 和部宏观分析数据库连接 基于电子地图 反映公安业务在全 国宏观情况 2 省级替用地理信息系统的建设内容和要求 l 省级警用地理信息系统定位 省级警用地 理信息 系统定位于 满足省级宏观决策分析要求 实现 对 全省 警用地理信息共享和交换 实现 基于空间的综合 分析和专题展现 满足省级应急联动指挥要求 实现 对发生 重特大案 事 件和应急事件的处 置 为全省开 展业务的公安实战部 门提供警 用 地理信息系统支撑 2 省级警用地理信息系统数据要求 全省范围内的应 用 宜采用1 250 00 0 1 500 刃 1 1 X X 比例尺 最宜采用l 1 心0 在全省范围内对省会城市 重点城市可采 用1 5 X 0以上 的更大比例尺数据 有条件城市 采用 1 20 刃以上大比例尺数据 在全省范围内对 地 级市可采用 1 1 拟X 以上的更大比例尺数据 有条件的城市可采用 1 5 XX 以上 的大比例尺数据 有条件的省 在全省可辅以中低分辨率遥 感影像如 30 米分辨率的 TM影像 5 米的 SPOT 影像 3 省级警用地理信息系统建设内容 搭建全省警用地理信息网络共享与发布 平台 实现全省警用 地理信息资源共享与发布 实 现全省多级 电子地 图体系管理 建立全省警用地理信息数据库 直观再现 全省地形情况 交通状况 公安机关布控堵截卡点 和公安机关 警力的分布状况等 建立与全省业务信息资源库的关联 实现 基 于区域的信息资源专题分析和可 视化 建立省级重大事件处 置 和应急指挥地理 信息系统 实现 预案管理 指 挥态势标绘和动态推 演 应 急指挥 历史案件管理等 为省级公安实战部门如高速公路交 通管 理 边 防管理 警 卫管理等提供警用地 理信息业务 应用支撑 开展实战应 用 4 城市级警用地理信息系统的建设内容和要 求 l 城市级警用地理信息系统定位 城市级警用 地理信息系统定位于 重点解决业务信息上 图 电子地图作为业 务信息的载体 提供对业务信息定位 可 视化展 示 查询和专题分析 利用 地理信息特有的空间关联关系 可以 建立多种业务信息之间的基于地的关联 实现以 地关联业务信息 寻找业务信息之间 的分布规律 和空 间关系 为指挥决策 业 务分析与规划提供依 据 利用地理信息实现 对控制力 量的动态管 理与勤务监督 提高对警务力量 的科学化管理程 度 2 城市级警用地理信息系统数据要求 城区宜采用 l 20 X 以上 的大比例尺数 据 郊区可采用 1 1000 0 的数据 在城区可辅以高分辨率的遥感影像 如 1 2 XX 航空 影像 l米或0 6 1 分辨率的 卫 星影像 郊区可辅以中高分辨率的遥感影像 如 5米或者 r o米分辨率的卫星影像 l 1叨0 航空影像等 s 城市级警用地理信息系统建设内容 建立 基 础 电子地图数据社会化采集更新 服务机制 为全市提供最新 最好的基础 电子地图 数据 为业务信息上 图提供权威 可靠 最新的定 位参考 对业务信息上图需要的标准地点信息进 行整理 更新和规范 为业务信息提供统一 规范的 地点数据字典 标 准地点数据库和相应的匹配 比 对软件 为业务信息上图提供自动 准确的定位参 考 依据标准地点库对综合查询数据库进行 地址 的规范化整理 比对 实现综合查询数据的信 息上图 6 察 技 术 20 06 3 整合现有无线 GP S定位资源 将各种无线 GP S 定位信息统一接人 统 一 对外服务 实现无线 GP S 定位信息上 图 建立业 务信息上 图 的技术规范和工作机 制 解决各单位业务信息中地点信息的不规范化 为各单位业务信息上 图提供技术手段 建立 上 图业务信息共享和 可视化服务机 制 实现上 图业务信息对 全省 市 开放 应 用 服 务 建立 以地关联业务 服务机制 实现基 于 地的业务信息关联 和基 于地图 的各种业务信息综 合查询服务 将固定电话报警定位技术 有线无线调度 技术 视频监控技术和电子地图进行有机结合 实 现 lr o八1 9 122报警固定电话地 图自动定位和警 力调度 重点区域视频 图像监控 常住人 口 暂住 人口 重点人口 刑事案件等业务信息基 于 电子地 图可 视化查询和信息展现 为社会治安防控体系 构建 有效运行提供预防 控制 打击技术保障 四 用地理信息系统趁设的关健技术 1 中文地理编码技术 目前公安行业已经建立大量的数据库如常驻 人口数据库 重点人口数据库 刑侦数据库 11 0 警情数据库等和相应的业务应用系统 警用综合 地理信息系统的建设必须和这些数据进行有效的 结合 实现业务信息基 于地理信息的可视化分析 将 MI S 定位到地图 上实现可 视化和综 合地理信 息应 用 系统才具 有生命力 和发挥应 有 的作用 如何将 MI S 数据定位到地图上是解决警用综 合地理信息系统可持续发展的关键问题 按照 公 安五要素 模型 将警务信息抽象 为人 案 事 件 机构 物品 地理位置 五要素 公安涉及的所有信 息可以按照该五 要素进行分类 同时 对数据库研 究发现 大部分 MI S 数据库中都包含了地址信息 而在实践 中发现 每个楼块都有相应的地 址 编码 即每个地址编码都有相应的地理坐标 建 立 基 于地址 编码比对和 匹配技术的MI S数 据 自 动地图 定位 是解决MI S数据可视化的关 键技 中文地 理编码技术主 要 用 于解 决大量中文 地址信息的地图 自动定位问题 由于中文地址命 名规则混乱 历史渊源 和习惯各异 中文 连 词等 原 因 中文地址相对于 国外英文地 址其编码 解 析十分困难 中文地理编码技术研究需要解决地 理编码 地址解析 地址匹配等三个方面的理论 和技术问题 l 需 要研究 分析和制定中文 地址信息的 基 本规则和编码方式 这需要从公安部层 面考虑 建 立相应 的标准规范 2 需要对中文地址信息进行地理位置采集 地理编码 建立标准地理编码数据库 3 需要研究中文地址串的智能语义解析算 法 找地址最合适 的解析路径和模型 4 需要研究智能化 中文地址模糊匹配算法 解决地址输人中的错字 省略 缺少等情况 实现 自然语言的地址和标准地理编码数据库的智能匹 配 获得最精确的地理编码 和地理坐标 2 业务信息关联技术 对 于警务活动中产生 的非空间 业务数 据的 地点信息 通 过地理关联比对技术实现非空间业 务数据的可视化 例如 暂住人口的居住地 案件 的发生地 实现 业务信息资源地理 关联 的常用方法包 括 1 门牌号码方式关联 在与人 组织机构等相关的业务信息中包 含 有地址信息 这类数据通 过门牌号码实现关联 基 本流程为 首先 构建标准门牌号码地址和编码 库 其次 开发地址比对程序对MI S数据比对 比 对成功并符合精确度要求的数据自动生成地理坐 标和地理信息编码 可以利用门楼牌实现地理信息关联服务的业 务信息有 人员信息 包括常住人口 暂 住人口 工 作对象 内部单位人员信息 违法 犯罪 人 员信息 文保单位人员信息 出入境人 员信息 驾驶员信 息 警 卫对象 监管人员信息等 2 交通信息 路口 出入口 方式 关联 在与交通 管理 案事件 线路 卡口等有关的 术和手段 一类信息 中其地点信息的描述可以以 交通信 P O I e eTe ehn o一ogy20 0 6 3 7 用地理信息技术与应用 息 路口 出 入口 方式来描述 这类信息实现地理 信息关联主要 流 程为 首先建立道路 立 交桥 停 车场 过 街天桥 环 岛 过 街通 道 公 交 汽车站点 地铁站 城铁站等交通信息编码库和与之关联 的 出人 口 路 口编码库 并构建比对程序 其次 开发 地址 比对程序对 MI S 数据比对 比对成功并符合 精确度要求的数据 自动生成地理坐标和地理信息 编码 可以利用交通信息 路口 出入 口进行地理信 息关联 的业务信息有 1 22报警信息 路线信息 如巡逻路段 警务责任区 卡 口 信息 警力部署 等 3 标志性点 方位 方 式关联 在与报警 案事件 卡 口 警力部署等有关的 一类信息 中 其地点信息的描述可以 以 标志点 方位 方 式来描述 这类信息实现地理信息关联主 要流程为 首先 采集各种标志点包括建筑物 单 位 设施等地理编码库和与之关联的方位信息库 并构建比对程序 其次 开发地址比对 程序对MI S 数据比对 比对成功并符合精度要求的数据自动 生成地理坐标和地理信息编码 可以利用 标志点 方位 方式进行地理信息 关联的业务信息有 报警信息 卡口信息 警力部 署等 4 业务标识码关联 利用比对率和准确率较高的业务数据库提供 的业务标识码如身份证号码 驾驶员号码 案件编 号等作为辅助比对方式 获得规范的地点要素和 地理坐标 主 要适用 于 人员 电话号码 案件 物品等信 息的比对 3 空间数据共享与交换技术 部和省 省与市 部与市 市与区县局都可能 发生 空 间数据的共享 交换 调 用 和 服务的要求 空间数据共享与交换技术主要包括 l 元数据技术 解决业务数据编目 查询和 检索问题 2 空间数据交换技术 解决多种来源数据 的上传 下载 预订 等问题 3 数据采集技术 解决多业 务警种数据分 类采集和发布问题 4 数据建库技术 解决数据存储 组织 管 理 问题 5 图 层共享服务技术 解决多业务警种数 据按 照热点 业务分类 标准分类等共享 展示 6 地 图调 用服务技术 提供地图服务接口 实现直接调用地 图构建应用 7 业务定制服务技术 为业务警种提供的 数据建立快速发布应 用 的工具 实现业务信息的 业 务化查询和服务 8 基于地的关联 服务技术 以地为关联 将 发生在该地 的案件 居住在该地的人 员 保存在该 地的物品 该地 的机构等进行关联分析 4 警用地理信息系统和其他系统之间的接口和 关联服务技术 l 与报警电话系统之间的关 系 需要将报警号码定位到电子地图上 便于接 处警人 员快速定位案件发生地点 固定电话报警 CT I 系统将报警电话从公众 电话网接入到后台 其传递的信息包括电话号码 地址等信息 常说的三字段 地理信息系统需要 开发一个接口 当交换机发 生电话时 GI S通过自 身的地址比对技术将固定电话 号码定位到地图 上 手机报警 当手机拨打 11 0 时 需要中国移动 或者中国联通 开通定位服务 即所有拨打lr o的 手机自动获得其定位坐标 其精度在20 0米左右 地理信息系统需 要开发一个接口 当发生手机电 话报警时 根据中国移动和中国联通的定位网络 协议 自动解析手机号码 定位坐标传递到GI S 中 GI S 直接定位到地图上 并画出2 X 米范围 2 与 图像监控 系统之间的关系 在城市拥有数百 数千个摄像头 通过 电子地 图可 选择需 要监控的地点直接调 取 相应 的图像资 料 并可以通过云台控制摄像头 城市图像监控系统前端视频采集传递到后台 矩阵 矩阵再将视频信息分发到公安网络各个终 端 并提供专门软件进行浏览和 监控 在电子地图 上将所有监控点标注 并录入其唯一编码和名称 视频监控系统提供专门的监控软件 并提供一个 8 察技术 2 0 06 3 通过其唯一编码切换的视频的接口 在地理信息 上点取该图元 可以获得其唯一编码 调 用该接口 切换图像 3 与无线 GPs定位系统之间的 关系 将各种需要 监控的重点车辆 巡 逻车 巡逻摩 托车 步行 自行巡逻配备GP S装备 通过无线网 络传递到后台并接人到地理信息系统 中 目前GP S接入到系统有五种途径 一种是通 过3 50M无线手 台 二是通 过CD MA IX 三是 通 过 GPR S 的A GPS 四是通 过GP S手机 五是通 过 so oM 数字电台 地理信息系统需要解析各种无线 协议获取定位坐标 并构建统一的定位信息分发服 务器 4 与公安业务系统之间的 关系 由于业务系统的数据非常庞大 比如常住人 口数据库 不可 能 按照传统的地理信息系统数据 组织方式 将 常住人口数据在地理信息系统中生 成一个图层 同时 考虑到现有业务系统正常运 行 不可能修改原有系统的数据结构 但此时需要 建立地理信息系统和业务系统的关联关系 需要 采取更有效的方法 采用地理编码方式实现业务 信息和地理信息关联是非常有效的手段 五 结束语 警用地理信息系统的建设