基于gis平台监控的点位规划系统研究

一、背景

自2002年天津市启动了以“警防、民防、技防”三张网为主要内容的社会治安防控体系。“技防网”既覆盖天津全域的具有地区特点的城市报警与监控系统。经多年推进建设，“技防网”已形成了较为完整的架构体系和建设、运行、管理模式，整体架构具有各子系统关联互动、视频监控系统“一点登录、全网漫游”和电子卡口“一点布控、全网响应”等技术功能。目前，全市视频监控探头达30余万个;互联互通、资源共享的9600余个;电子卡口监控点180余处、外环线及与外埠交界处主要道路出城方向电子卡口和视频监控系统两道技术防护圈，市政府应急办、市市容委、公交集团按照统一技术标准开展建设，实现了跨部门、跨行业的监控资源信息共享。

随着经济的快速发展、科技的不断进步，监控资源在管理、防范等诸多方面的特殊作用越来越明显，因此，社会各界对监控技术应用认知程度也在不断提高，投入逐年增加。在监控覆盖范围和密度不断扩大的情况下，城市监控资源已从单纯的治安防范、交通管理应用，逐步成为各级政府及公安机关在应急处突、城市管理、防灾减灾、重大安保、治安防控等方面的一个新的重要手段。城市监控点位建设是否与城市发展建设协调一致，能否满足各级政府以及公安各警种业务需要已成为技防建设工作中亟需考虑的问题。在此背景下，为实现“统一规划、分步实施、统一标准、集约管理、资源共享”的总体目标，迫切需要对城市监控点位建设进行精准规划。
地理信息系统(简称GIS)技术，是近年来迅速发展起来的一门空间信息分析技术，它以地理空间为基础，采用地理模型分析方法，实施提供多种空间和动态的地理信息，可以有效地管理具有空间属性的各种资源环境信息;地理信息系统具有的海量数据存储以及查询、分析、应用、信息可视化等特点，非常适合城市应急处突、城市管理、防灾减灾、重大安保、治安防控的需要。为适应新形势新任务的要求，天津市公安局以GIS为基础，开展了监控资源在GIS平台的研究与应用，通过分析现有监控资源和业务需求，利用GIS平台建立监控点位规划模型，研发了技防资源监控点位规划系统，实现技防规划的科学性和资源利用效率的最大化，进一步提升了本市技防视频监控系统建设应用水平，推动了信息化建设。
二、总体目标与需求分析
(一)总体目标
规划，是指进行比较全面而长远的发展计划，是对未来整体性、长期性、基本性问题的思考、考量和设计未来整套行动的方案。为科学、精准规划全市监控点位，避免区域间重复建设、重点监控部位出现盲区，充分发挥其在应急处突、城市管理、防灾减灾、重大安保、治安防控的重要作用，促进社会和谐稳定，提高城市管理综合效能，天津市公安局以“统一规划、分步实施、统一标准、集约管理、资源共享”为原则，分析现有技防资源和业务需求，基于GIS技术，建立技防监控点位规划模型，研发技防监控点位规划系统，实现技防规划的科学性和资源利用效率的最大化，为顺利实现“全域覆盖、可视天津”提供建设决策科学依据。
(二)需求分析
为实现对天津市技防监控点位的全面、系统、精准规划，经对现有监控资源类型、功能的研究分析，并参考《天津市安全技术防范管理条例》、《天津市人民政府办公厅转发市公安局关于加强我市技术防范网络体系建设实施意见的通知》等法律、法规的有关要求，确认了制定全市技防监控点位规划时应遵循的原则和要素，并将其整理形成本系统规划因子库，以此制订规划模型。规划因子主要分为以下五类：
1、全市道路交叉口
在全市道路交叉口规划安装视频监控点，应能监控路口所有方向的机动车辆、非机动车辆、行人。要求辨清车型、车牌，行人要求能辨清人脸面部特征。对重点出入口或重点路口区域(人流密集地段、案件高发地段)要有全天候(白天、黑夜)监控功能。
2、城市出入口、县(区)城区出入口
在市区、县出入口应设置电子卡口系统，做到自动抓拍图片、车牌自动识别、快速处理、提前预警，为及时快速侦破盗抢机动车或以机动车为运载工具的案件提供强有力的技术手段。
3、重点单位门前
依据《企业事业单位内部治安保卫条例》规定，以下治安保卫重点单位门前30m-50m范围内应设置视频监控点。
广播电台、电视台、通讯社等重要新闻单位;
机场、港口、大型车站等重要交通枢纽;
国防科技工业重要产品的研制、生产单位;
电信、邮政、金融单位;
大型能源动力设施、水利设施和城市水、电、燃气、热力供应设施;
大型物资储备单位和大型商贸中心;
教育、科研、医疗单位和大型文化、体育场所;
博物馆、档案馆和重点文物保护单位;
研制、生产、销售、储存危险物品或者实验、保藏传染性菌种、毒种的单位;
国家重点建设工程单位;
其他需要列为治安保卫重点的单位。
4、封闭式小区
在其主要出入口、停车场、小区周界以及社区内视线盲区等地设置监控点。
5、重点、繁华地区、广场及其他易发案地区
(三)系统主要研究思路
1、在技防监控点位规划工作中，引入地理信息技术，依托地理信息系统对空间数据的管理、展现和数据统计功能，自动生成监控点位建设规划，并可按指定条件进行查询、管理，网页方式的视频、图片的浏览和图形点位的编辑，对规划结果进行人工干预，对于需要重新修正的点位，进行位置的移动和多媒体信息的增加。

2、建立全市详细的道路、交叉口、立交桥以及各项重点单位的空间数据库，并根据数据分级情况，合理分配因子权重，建立科学的规划模型和因子库，根据模型来建立指定范围内的技防监控点位的规划分布。

三、设计思路和系统结构
(一)总体设计思路
利用天津市最新版的矢量图、影像图的路网数据，同时，组织采集治安保卫重点单位数据，经过加工处理后，按道路和单位的等级进行分类处理，在执行规划操作过程中，根据规划的监控点位总数、规划区域以及监控点位的重要程度进行合理规划，由计算机直接生成监控点位分布方案，并结合人工选取和干预来完善规划成果。
1、规划系统的建设流程如下：
(1)点位浏览和统计
针对规划的目标点位(平交路口、立交路口、重点单位、路段)，已建设的视频监控点、电子卡口、电子警察，全市立交桥等信息进行分区域、分类型的统计，并能在地图上进行浏览和编辑。
(2)自动规划和人工辅助
利用加工后的GIS数据和给定的条件，应用空间分析计算方法，用程序自动生成规划点位的分布结果，同时可以结合人工辅助方法来进行点位分布和调整。
(3)规划成果生成及管理
针对已经规划完成的方案，在地图上进行点位分布浏览、导出、调整，并可针对规划点位进行视频、图像等信息的上传功能，将成果提供给规划决策部门进行实地规划判断依据。
2、系统结构
专题图层分为三类：目标点位图层、辅助点位图层、规划成果图层，分别代表着规划系统的图上目标分布点、规划辅助参考点以及规划成果点位的信息记录。
各类空间数据在GIS服务器中以SQLServer空间数据库的方式存储，SQLServer2008智能化数据存储平台，提供了对GIS空间数据存储、查询、索引的原生支持，可以很容易的开发操控空间数据的应用程序。
空间数据采用WGS84坐标系，便于同公安网内的PGIS系统进行数据交互。在SQLServer数据库中，采用SqlGeography的格式进行存储，地理位置在地图上由经纬度来表示，并使用地理网格的方式建立空间索引。
专题图层分为三类：目标点位图层、辅助点位图层、规划成果图层，分别代表着规划系统的图上目标分布点、规划辅助参考点以及规划成果点位的信息记录。
四、系统功能展示
(一)目标点位浏览
1、显示规划系统中已录入的规划因子数据
采用分层显示的方式，显示规划系统中已录入的规划因子数据，包括道路及交叉口、重点单位、立交桥、已建视频监控点位、已建电子卡口、规划电子卡口等数据。在实际录入过程中，为方便录入，用户在规划重点单位门前、出入口监控点位时，通过事先设定显示图层，可同屏浏览重点单位等位置信息，录入时可参考重点单位位置进行规划点位录入。
2、详细规划制订
(1)道路监控点规划的查询
道路交叉口数据的查询和导出。按以下步骤，可以通过系统直接查询、导出指定范围道路交叉口数据，方便开展采集工作。
(2)重点单位监控点规划的查询、调整
通过详细规划制定，用户可随时查询指定区域(按行政区或人工选取任意区域)重点单位的数量、分布及详细信息，并按类别将查询到的信息导出列表，完成初步规划。
3、规划成果管理
系统自动生成的规划数据，其依据的地理信息数据及重点单位数据由于其采集、录入需要时间，因此系统自动生成的规划只是初级规划。为此项目组在规划系统中增加了规划成果管理，并通过组织全市各分局民警进行数据采集整理等工作，对已录入数据进行精细化处理，在系统生成规划任务清单的基础上，填写现场勘测情况，拍摄监控点位位置图片。
4、规划参数设置
用户可以根据实际需要可以设定规划条件，调整系统自动规划数量，针对道路交叉口、重点单位、道路路段等条件进行个性设置。
五、应用成果
从2012年2月开始启动项目研究，天津市公安局组织有关单位采取技防监控点位系统自动生成与现场勘查相结合的方法，对全市道路和重点单位规划监控点位进行实地勘察核准、信息、图片采集、系统录入，完成了“十二五”期间全市“技防网”监控点位建设规划工作，在全局各单位的一致努力下，标注完成道路规划监控点位1.862万个，全市重点单位公共部位规划监控点位2万个。相关单位利用该系统，可快速查询当前技防建设情况及今后的建设任务，可以打破业务条块限制，实现各区县、各部门技防规划的统一制定和显示，全局各业务单位可充分利用规划系统开展应用，并及时对数据进行更新和维护，达到全局地理信息的综合利用，实现技防规划的科学合理和技防资源应用效益的最大化。