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可视化管理利器—地理信息系统(GIS)技术

随着空间技术的发展,尤其是计算机技术、通信技术、虚拟现实技术的快速发展,GIS技术的不断发展和扩大,已经广泛地应用于军事、公安、应急、环保、国土、石油、电力、交通、市政规划、灾害预测等方面...
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        【安防知识网】随着空间技术的发展,尤其是计算机技术、通信技术、虚拟现实技术的快速发展,GIS技术的不断发展和扩大,已经广泛地应用于军事、公安、应急、环保、国土、石油、电力、交通、市政规划、灾害预测等方面,给我们生活和工作带来重大便利。尤其在公安信息化建设中,诸多业务都需要GIS技术的大力支持,本文主要是对GIS技术在公安行业的应用进行了全面分析,并对基于GIS技术建设的警用地理信息平台进行了介绍。

        地理信息系统(Geographic Information System简称GIS)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,它将地理信息位置和相关属性信息有机地结合起来,根据用户的需要将空间信息及其属性信息准确真实、图文并茂地展现给用户,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,可以对各行业进行辅助决策,除此之外,GIS技术还能够帮助人们将电子表格和数据库中无法体现数据之间的模式和发展趋势以图形的方式清晰直观地表现出来,并进行空间可视化分析,实现数据可视化管理、地理信息分析以及与相关业务工作应用有机集成,从而满足人们多元化的要求。据抽样调查 ,我国25个省市、19个行业中不同程度地使用了GIS技术,GIS已成为城市规划、设施管理和工程建设等项目中的重要工具,并被公认为21世纪信息支柱产业。

        近年来,地理信息系统(GIS)以其强大的空间计算能力以及非常直观的图形化表现形式而得到诸多行业越来越广泛的应用。GIS技术发展迅速,其主要的源动力一方面来自日益广泛的应用领域对GIS技术要求的不断提高,另一方面,计算机科学的飞速发展为GIS提供了先进的工具和手段。随着多媒体技术、空间技术、虚拟实景、数字测绘技术、数据仓库技术、计算机图形技术三维图形芯片及宽带光纤通信技术的突破进展,使GIS技术能从多领域、多功能满足信息时代的需要,目前GIS正朝着网络化、多媒体化、三维化、虚拟现实等方面发展,对于人们的生活工作将产生巨大的影响。公安部门如何面对新技术的发展变化,开发一系列实用软件,及时跟上信息时代的节拍,来满足公安信息化建设的需求,这就需要GIS技术来保驾护航。 [nextpage]

GIS在公安行业中的作用
        由于公安信息化建设中所需的业务数据与空间数据都是相辅相成的,例如:重点人口的分布、案件的分布、警用基础设施管理、重点单位、报警地点、娱乐场所、道路交通等等,公安机关打击犯罪、维护治安和服务管理社会的工作职责以及协同作战、快速反应的工作特点决定了需要使用GIS技术来辅助决策、指挥作战等等,传统的人工熟悉地理环境或依靠普通地图指挥作战已远不能适应当今实战的要求,目前,指挥中心、刑侦、治安、交通、消防、警卫、反恐等部门需要将已建成的相关业务信息系统与空间地理信息进行融合利用,提高公安机关作战指挥和管理分析等方面的能力和水平。

        公安部和部分公安局都进行了一些尝试,针对不同的公安业务建立了各种各样的GIS系统。经过多年的探索证明,公安部门应用GIS系统可以解决以下大量的实际问题:

·迅速辨别事故发生地点,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;
·进行快速查询分析和辅助决策,根据警用专题数据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;
·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,从系统中提取各种有用的信息,方便地进行分析和制图输出;
· 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;
·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、距离和到达时间分配受难者,并进行紧急救援物资的合理配给;
·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;
·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,火灾多发季等;
·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;
·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;
·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;
·对火灾救援、犯罪追踪等进行预案模拟、预案查询、网络模拟训练。[nextpage]

公安GIS行业应用解决方案----警用地理信息平台
        警用地理信息平台有效地结合了公安业务的需求,面向全警应用的、基于地理的、集成众多业务系统为一体的协同作战平台,实现各子系统间的联动和信息共享,进行综合决策分析,实现跨部门的异构应用子系统之间数据的交换和共享,最终实现警用资源智能调配,数据进行分布式管理,达到数据集中应用,多警种协同作战的目的。(见图1)


        警用地理信息平台满足所有警用业务应用需求功能,包括数据采集子系统、人口管理子系统、案事件管理子系统、重点场所管理子系统、统计分析决策子系统、接处警子系统、视频监控管理子系统、方预案管理子系统、消防指挥子系统和交通指挥调度子系统以及与警务综合系统、大情报系统、边界接入系统、请求服务系统的交互,实现警用地理信息平台的信息化、数字化、可视化,达到辅助决策的规范化与科学化。

        通过警用地理信息平台,公安内部各业务单位可以通过统一的平台开放应用,按照授权体系的管理模式,允许不同的用户采用单点登录的安全登录方式来使用系统,各登录用户具有非常灵活地功能应用,最大程度上实现信息综合利用;公安机关各业务单位还可在警用地理信息平台的基础上,结合自身业务特点,建设各自的业务应用系统,从而实现全局应用的综合并发挥整体优势。

        具体实现了如下业务功能。[nextpage]

基本GIS功能
        主要包括放大操作、缩小操作、地图移动、地图刷新、地图复位、地图“鹰眼”、地图浏览模式切换、距离测量、面积测量、图片保存、专题图输出等基础功能。

数据采集子系统
        数据采集子系统负责在web页面上实现对警用公共地理图层和警务专题地理图层数据进行分类管理,及时对数据进行更新和维护,功能主要包括图层树编辑、图层编辑、信息点标绘、字典编辑、采集统计等;该系统还能够对采集来的信息加以分类、统计、关联,挖掘出更深层次的信息,为警用地理信息平台其他功能提供数据支持。

人口管理子系统
        运用“以图管房、以房管人、图属互动”的理念,通过指定楼栋房屋,或输入门楼牌号码,或选择某个区域如矩形选择、多边形选择、圆形选择、辖区选择并对区域内实有人口信息进行查询条件设置等方式,查询该楼栋房屋或区域范围内的实有人口信息,查询结果以列表显示,并实现在地图上定位。还可实现对常住人口、暂住人口、工作对象的统计和专题分析。

案事件管理子系统
        案件管理子系统实现案事件的缓冲区查询、定向查询和关联查询,并且实现案件地址在电子地图上定位显示,完成了案件、地址、人员或单位信息的关联,并进行案件的统计分析和预警提示。该子系统具有强大的数据统计分析和直观动态表现能力,可实现某类案件的发案地点的空间分析规律;发案地点与时间的关系;案件高发区的趋势分析等等。分析结果可以通过直方图、饼图、列表图等多种方式表示出来,从而非常直观地进行时间和空间序列地横向与纵向比较,从而得出警情或者案件数量发展地规律。同时也支持统计图下载和打印。依据这些分析结果再进行决策指挥,达到辅助刑侦功能。

重点场所管理子系统
        建设重点场所(重点单位、重要部位、大型活动场馆、化学危险物品场所)管理基于GIS的应用,实现对重点场所、重点单位、重点设施,以及消防站、消防栓、公用电话等可视化查询、定位、管理和专题分析。

        对于重点单位、场所,获取重要场所及其周边的地理信息以平面或者三维图形的方式显示出来,进行进一步的分析。在发生重大情况时,可以检索和调用人口数、重要单位、刑事发(破)案件数、治安发案数等相关资料及相应的预案,并进行修改或制作形成相应方案,依据方案布置大型活动保卫工作。[nextpage]

        针对某个重点场所,按照发案情况、处理情况、发案时间、发案地段等条件生成某个派出所或指定区域的专题图,可逐级钻取数据并展现。

综合查询子系统
        图层选择功能可以控制图层信息是否在地图上显示。实现对任意警用专题图层的模糊条件查询、区域范围查询(包括辖区、任意区域)、周边查询等功能,查询结果以列表分类显示,并可在地图上进行单点或多点定位。(见图2)


指挥中心接处警子系统
        案发地点的快速定位是快速出警和准确出警的前提。定位方式有多种,包括地名定位、路灯杆定位、固定电话定位或门牌号定位,需二次定位时可采用手动选择定位法确定地图位置。该子系统能够帮助接警人员迅速判别事故发生地点。在指挥中心接收到警情后,可迅速在地图上定位,能够按照不同报警内容和相应的处置流程要求,自动搜索离案发地点最近的各类信息如重点场所、单位、加油站、学校、医院、卡口、警力部署、消防设施、水源、交通设施、图像监控点、GPS警力资源信息等,根据实时交通路况信息和道路路网数据,自动分析出最佳的出警路径,同时通过视频摄像头实施监控案发现场的情况,以便随时增派警力,并结合点击通话等功能,以最快的速度将警力调度到案发地点,实现快速指挥。

视频监控管理子系统
        视频监控GIS关联应用子系统的建设是实现对视频监控点的查询定位(区域查询、模糊查询、周边查询)、空间散点分布显示、实时视频信息播放和监控头云台控制;根据报警定位或指定位置,自动标识出一定范围内的所有视频监控设施 的位置,方便最佳位置选择。[nextpage]

        在重大案事件发生时,具有指定权限的人员利用GIS地图定位目标点,可调取该点附近的视频监控摄像头,通过图像分析系统自动利用视频监控抓拍违规车辆图像、识别违章车辆的号码或者利用车载摄像头对车辆内部环境进行图像采集并监听,可实时监控或查看历史视频信息。

GPS车辆管理子系统
        通过接入公安网的GPS定位信息,实现对GPS警车的可视查询、实时定位、自动跟踪、目标监控管理、车辆调度、远程遥控、轨迹分析等功能,有利于统一指挥和在较短的时间内调集警力,妥善处理突发事件,接警快、出警迅速、处警及时;在无警情的时候,GPS警车巡逻队,可以对指定巡逻段交通热点、难点问题进行集中整治,从而扩大了管理的监控面和提高了管理的效率。(见图3)


方预案管理子系统
        在预案编制中采用警用标绘系统,通过警标符号,将预案形成的方案以形象的方式标注于空间图形之上,模拟各种突发事件,采用合理调度方式,部署警力和装备。

        当预案启动时,可以将此预案的部署情况显示在地图上,警用地理信息平台提供的预案功能可以把预先指定好的预案方案进行模拟演示,根据模拟演示的结果调整预案配置方案,使预案方案达到最佳效果。

消防指挥子系统
        消防指挥子系统,主要是处理和分析火灾报警信息,辅助相关人员进行指挥调度,及时处理火灾警情等重大消防事故。

        当指挥中心接处警子系统确定报警人的地点及火灾位置并搜索出附近的关联消防信(建筑位置和建筑结构、道路布局、消防水源(消火栓)分布等要素)时,用户可根据需要逐级显示区域图,直至显示火警单位的平面图或火警楼层分布图。此时指挥领导可根据重点单位的三维结构图,在地图上制定消防指挥作战方案,直接标绘作战信息。若指挥中心预先按消防规定为用户制定了灭火预案,可在地图上显示灭火战斗部署地图并提供地图打印输出,供相关消防支队使用。[nextpage]

        该子系统该能够更有效地利用警力、火灾信息、灭火资源等,提高消防作战能力,建立完善的指挥系统和辅助决策系统,在最短时间内做合理的指挥决策,把人员伤亡和火灾损失控制在最小程度。

交通指挥调度子系统
        基于GIS的智能交通应用,整合智能交通信号控制模块、电子警察应用、治安卡口、交通疏导等功能,实现对标志标线、护栏、隔离带、信号灯、电子警察、交通流检测器、交通事件检测器、交通监控设备、卡口设备、交通诱导屏等交通设施信息基于电子地图的可视化查询、统计和管理。并能实时采集路口的车辆流量,在GIS地图显示各路口的交通状况、红绿灯状态等相关交通信息,进行分析研判,生成当前或即将可能形成的交通流量情况,经过模拟和预测,制定配套措施,快速生成新的交通组织方案。为各级交警支队、交警大队、交警中队提供实时的城市各主要道路的交通流量、车速、交通密度、事故发生情况等可视化管理信息,以便交通管理人员对各种交通事件做出快速响应并提供辅助决策支持,降低交通事故发生率和提高交通通行能力,实现高度集成的交通管理GIS应用子系统。

与其他业务系统对接
        根据公安部门各业务单位的业务需求,可联接其他已建成的警务专业应用系统:警务综合管理系统、大情报系统、边界接入系统、请求服务系统等,实现各业务系统之间的信息联动。

平台管理子系统
        要保证系统的安全性,需要建立一套平台的系统管理,包括用户认证,用户、角色、权限的定义和维护,内部各子系统的配置管理,监控平台的运行状况等。

结语
        警用地理信息平台是在对公安业务有了深刻理解的基础上,借鉴同类系统的经验教训之后研发的,且基于GIS的多系统集成,运用SOA系统,采用B/S与C/S相结合的架构,能够无缝与其他子系统连接;全方位、可视化的展示地理信息,同时能够从空间地理关系角度提供统计分析、指挥调度、预案演练、决策支持等公安业务功能,实现系统数字化、一体化、智能化,必将为提升警方的快速反应能力,加大警务决策支持力度产生深远意义。
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