GIS系統得天獨厚
地理信息系統(Geographic Information System)，經過40年的發展，到今天，GIS系統已經逐漸成為一門相當成熟的技術，并被廣泛應用于公安、環保、交通、物流、電力、國土、規劃等和空間位置有關的任何行業。
通過對安防歷史的了解，不難發現GIS系統與視頻監控的關系源遠流長，早在1998年公安部提出建設“金盾工程”，警用地理信息系統的建設便帶動了安防行業對GIS的興趣。而近幾年，安防監控項目逐步擴大，隨著數字化技術在安防領域運用的不斷深化，GIS系統與安防監控的關系已越加密切。據金三立視頻科技(深圳)有限公司售前工程師王奇介紹：“監控系統與GIS系統有著天然的聯系，GIS系統嵌入監控平臺并不是現在的創新。在模擬系統中早就有引入位圖用于標注各個監控點，通過地圖，監控人員可以更直觀地了解各監控點的位置，快速找到監控點。”
但安防行業的發展異常迅速，各行業對監控領域的要求更加精確化，絕非簡單的GIS應用所能滿足需求，金三立王奇進一步解釋道：“GIS獨特的地理空間分析能力、快速的空間定位搜索和復雜的查詢功能、強大的圖形處理和表達、空間模擬和空間決策支持等，可產生常規方法難以獲得的重要信息。因此監控系統與GIS系統的融合自然水到渠成。”
GIS系統得天獨厚
GIS系統是以測繪、測量為基礎，以數據庫為數據源，依托計算機編程為平臺的全球空間分析即時技術，其運用系統工程和信息科學理論，科學管理和綜合分析具有空間內涵的數據，提供管理、決策等所需的信息；是綜合處理和分析包括人員、數據、硬件、軟件和過程在內的地理空間數據的技術系統，其涵蓋了測繪、地圖、地理、數學、信息科學、心理、氣象、地球物理、水文等學科，可實現數據采集與編輯、屬性數據編輯與分析、制圖、空間數據庫管理、空間分析等五大類型的基本功能。在視頻監控大面積的應用中，攝像機只負責圖像捕抓，不具備直觀的位置標定動能，缺乏準確的定位方法和功能實現，而GIS的出現，正好彌補了監控點查找的盲目性。
聯動成就監控
目前，GIS系統在監控系統中的應用，仍主要起到輔助作用，即利用GIS系統的成熟技術，通過接口將其嵌入到監控系統中，是監控系統的一個組成部分。
在監控平臺中， GIS系統與視頻監控系統聯動是基于GIS技術和視頻監控技術，把視頻信息在GIS系統界面上直觀顯示，把視頻監控系統中得到的結果，如定位信息、流量信息等在GIS系統中進行標注，使用戶更加方便快捷地了解各視頻監控點狀態。為此要在GIS基礎地理信息平臺上進行深入的開發，為平臺提供距離量測、基本信息查詢，數據采集管理、地理信息服務、外部業務接口等功能。聯動過程中，“首先需要將監控設備的信息空間化，這是保證系統能夠正確運行的數據基礎。然后在具體應用上，將傳統的監控設備的操作GIS化，如查找設備、查看視頻、查看告警、告警聯動等。” 深圳中興力維技術有限公司系統開發工程師盛瀲如是介紹，“由于GIS的基礎是地圖數據，因此最終要的是將監控系統中的設備GIS化，在此過程中，需要將地圖數據中的特定屬性字段與設備ID關聯，因此它的核心技術就是將監控設備的信息空間化，并在GIS系統中呈現。”
要做到GIS系統和視頻監控系統的聯動，需要有以下幾點支持。首先，要根據實際需求，確定GIS系統基礎底圖 (包括坐標系統、地圖范圍、比例尺、顯示樣式等)；其次，要按照基礎底圖的坐標系統在視頻監控系統中觸發聯動要素，如監控設備、目標等按照一定的規范符號化為地圖要素；最后，需要根據項目需求和預算確定使用的GIS基礎平臺。
集成后的軟件系統主要由三層組成：GIS模塊、視頻模塊、用戶管理模塊。即首先GIS模塊與SQL數據庫進行信息交互，這個交互主要是視頻點ID的存儲和讀取，是視頻和GIS交互的關鍵步驟之一；其次是視頻模塊與SQL數據庫的信息交互，這個交互主要是視頻通道ID的存儲和讀取，是視頻和GIS交互的關鍵步驟之二；再次是用戶管理模塊與SQL數據庫交互，這個交互主要完成了一般系統都需要的數據庫信息的存取，如用戶信息、日志等。
GIS系統與視頻監控聯動的最終目的就是可以實現視頻與空間位置的關聯，實際應用中，涉及GIS應用的監控應用的實現方式，深圳市超視科技有限公司高級工程師陳虎認為主要可以分為兩種：首先是將監控設備、控制節點、監控目標納入GIS地圖管理，通過GIS客戶端插件調用GIS平臺的基礎地圖功能，實現從地圖調看視頻、從視頻監控系統調出地圖的雙向操作；另外一種，監控中心管理和跟蹤監控帶有移動GPS終端的目標，實現對移動目標的實時定位、動作判別、路徑規劃、路徑回放等，根據動作分析報警，自動調出目標設備視頻，根據視頻設備報警定位設備等。
與其它系統的聯動一樣，GIS系統與視頻監控系統的聯動，也需要接口的匹配才能實現無縫融合。慶幸的是，GIS系統作為一個成熟的技術，已不存在服務接口的標準化問題，浙江大華技術股份有限公司產品經理陳勇介紹到：“(關于GIS系統)出臺了許多國際標準，對接口和功能進行了詳細的定義。大多數情況下，監控平臺使用這些接口已經綽綽有余，完全沒有必要再去自行定義，以OGC(開放地理信息協會)制定的接口為例，它提供了WebService、SOAP、REST等多種接口，交換格式則選用XML、GML、JSON等成熟格式，用戶可以根據自己的需要進行選擇。當然，像ArcGIS這樣的重量級軟件，還提供性能更高的企業標準接口。此外，還有谷歌、Mapbar、天地圖等在線地圖可以利用。”
應用隨“新”而動
應用隨“新”而動
GIS技術經過這么多年的發展，逐漸從單一功能向管理/分析的復雜應用、從位圖顯示向矢量圖/多維空間的多樣化地圖等方向發展，已經形成一套多維、多層級、智能化的實用型技術系統。
雖然說GIS系統的技術水平已經臻于完善，但在安防行業的GIS系統應用卻仍處于成長階段，存在很多未知的應用需求，因而GIS系統也在針對安防監控技術及應用的變化中不斷做出調整和改進。
多維GIS
公安、交通、金融、電力、石化和軍隊等行業應用無一例外都很關心監控要素的位置和時間信息，都需要直觀的具有時態性的定位服務。但“目前有不少監控平臺提供的電子地圖功能，都是基于圖片的，僅僅能定位預先標定的目標、渲染方式也很有限、地圖無法支持無級縮放，無法方便地按照要素的全球經緯度進行精確定位，這種圖片式電子地圖完全無法支撐與周邊環境底圖有關的任何應用。”深圳超視陳虎指出。因此對多維的、多層級的矢量地圖/位圖綜合應用的GIS系統的引入就越發顯得重要。
目前，多維的GIS系統，除了朝矢量化、多層級發展外，還引入了具有更直觀感的俯沖視角的衛星電子地圖。高清衛星電子地圖，可以是二維的，也可以是三維的。雖說高清衛星電子地圖與其它地圖形式一樣，本質上仍是電子地圖，但區別就在于，高清衛星電子地圖更具有全局性，而其應用的目的不在于事后補救，而是可以實現更多的應用功能，竭力往事態發展分析方向努力，意在實現事件未知形態的分析和判斷。采用高清衛星電子地圖的GIS系統，軌跡跟蹤更實時和全程。據上海安維爾信息科技有限公司CEO范柘介紹，高清衛星圖GIS系統的軌跡跟蹤需要兩大關鍵技術支持，一是“攝像機握手技術”：該技術必須要以智能分析技術為基礎，智能分析系統在該應用中發揮發掘目標元素的作用，如目標顏色、特征等，然后提取不同視角、不同光照條件、不同攝像機敏感度情況下幾乎不會發生改變的元素，達到不同攝像機之間對同一目標進行匹配的目的；二是“動態平臺跟蹤技術”：與固定攝像機相比，該技術的難點在于云臺是運動的，背景也有可能是靜止(相對運動)或是運動的，由于沒有背景模型的支撐，在云臺攝像機上保持對目標的跟蹤難度大大增加，在這部分新的應用中，還需技術的加強。
在多維GIS系統的支持下，視頻監控系統的功能可以得到很大的提升。例如，用于各種監控系統，可以實現報警信號的定位，可視化顯示；用于智能交通，利用網絡分析可實現路徑查找、規劃，利用緩沖區分析、疊加分析可實現車輛的路徑偏移、越界報警，利用時態性，可以實現路徑回放，利用距離測量實現車輛里程統計等；用于公安，利用空間查詢可迅速定位報警目標，圖形繪制、分析功能可為應急指揮提供態勢推演、輔助決策支持等。
云GIS
深圳中興力維盛瀲說道：“根據現網運行平臺的調研和實地考查，目前還沒有形成一整套的GIS信息應用系統，公安行業的三臺合一中各個系統相對比較獨立，系統間數據共享、以及與GIS視頻監控平臺的融合需要業內人士統籌安排。”
隨著云計算的興起，行業提出了建立云GIS的設想，即將云計算的各種特征用于支撐地理空間信息的各要素，包括建模、存儲、處理等等，其實質就是GIS資源的共享，由第三方創建和管理GIS系統資源，用戶需要時調取即可，從而改變用戶傳統的GIS應用方法和建設模式，以一種更加友好的方式，高效率、低成本地使用地理信息資源。同時GIS系統又是一個廣泛應用的系統，云GIS的建立，將為安防、金融、物流、行政、執法等廣泛業務需求提供包括空間分析在內的強大的云服務。
移動GIS
伴隨手機、平板電腦等移動終端平臺的廣泛應用，繼桌面GIS、WEBGIS之后，移動GIS成為又一新的技術熱點，結合GPS定位等技術，使移動GIS成為移動辦公系統的核心。
多樣技術結合
通過上面的介紹，不難發現，其實GIS系統并不是獨立工作的，它需要建立在平臺的基礎上，能與GPS定位系統、RFID感應系統、門禁控制系統等多種傳感器系統結合。因此上海安維爾范柘認為，GIS平臺對于用戶接受是最自然的；對于用戶業務流程、業務邏輯來說，也是最容易切入的；故而將GIS作為一個多傳感器融合的大平臺界面是最合適不過了。
此外，GIS系統與攝像機的地理空間匹配、信號源判斷及匹配等業務應用還需要用到智能分析功能。上海安維爾范柘說道：“視頻監控點位多，信息量大，這是視頻監控最大的瓶頸。最終目的是如何把有效信息直觀、簡單地交給用戶，從海量信息到最終目的之間需要做什么呢？第一個就是智能分析！對大量的信息進行過濾；其次是把分析的結果進行有效呈現，即依靠GIS框架，這樣才能將有效信息直觀、簡單地呈現給用戶。”
GIS發展的迷茫
對GIS系統在安防監控中的重要作用，天津天地偉業數碼科技有限公司監控平臺產品經理鄧曄也深有同感，他介紹說，GIS系統如與城市交通指揮相結合，通過智能化視頻監控技術統計出車流量，并在GIS系統上對相應路段進行標注，快速疏通交通；通過判斷出黑牌車、套牌車等信息，并且通過多個監控設備的判斷在地圖上描繪出該車的行駛路線，對于違法車輛的堵截起到重大作用；與森林防火監控系統相結合，按圖層分層的方式顯示出林區全景、局部場景、林木分布、林區防火設施、林區道路、水源等地理信息，一旦煙火自動識別模塊判斷出圖像上有疑似火點，立即自動發出報警、通知監測人員，同時在GIS地圖上進行火情自動跟蹤和交互確認，如果確認火情，發出正式的林火報警信息等。這些功能的實現，都離不開智能分析系統的支持。
GIS：存在即改變
將GIS嵌入視頻監控系統后，對監控的應用模式所帶來的改變是顯而易見的。先不說GIS系統與視頻監控聯動時技術上的改變，單就應用上，即有如下影響。
首先是對監控模式的改變。天地偉業鄧曄介紹到：“通過GIS系統，可以把前端監控設備的具體位置在地圖上標注，并可在GIS系統上能直接觀看視頻，更加直觀地了解監控位置的實時情況，這為事件發生時的應急聯動提供了更有效的支持，將傳統的以視頻預覽為主的監控巡視模式向以地圖定位為主的‘一張圖'監控指揮模式轉變。”此種監控模式，是基于智能分析的基礎上實現GIS視頻聯動監控，擺脫了監控點過多時，人力不足的缺陷。通過有選擇性的GIS視圖呈現，可直觀地知道設備所在位置、狀態、車輛運行軌跡及狀態等，并且通過系統間的無縫融合，GIS與監控、操作界面都可快速切換。
其次是提高了監控效率。有GIS系統輔助視頻監控，各種分析都由系統運算，最終將有效信息呈現出來，這樣就大大節約了監控人員分析、查找、定位的時間和成本，如當有事件發生時，系統自動逐個彈出視頻，保持了監控的持續性。
杭州海康威視數字技術股份有限公司產品經理俞快直言道：“基于GIS電子地圖與GIS信息數據的安防應用，能夠提高應用的可視化效果。融合多種基于時空的數據，為大型、超大型或專業型安防系統的多數據融合、快速響應、高效決策提供了實現的可能性。”對于大規模的視頻監控系統，結合GIS應用會是將來視頻監控發展的趨勢，是智慧城市建設中不可缺少的重要組成部分。
發展的迷茫
我們在肯定GIS系統對安防監控所帶來的巨大影響的同時，也發現了應用中的一些不足。
硬件運算處理性能需提高
GIS系統的在安防監控中的應用，源于技術的發展，但也受限于技術的禁錮。一方面，應用到GIS系統的監控平臺，多是中大型項目，這些項目的顯著特點就是監控點數量多，數據量龐大，而GIS系統作為一個數據分析和呈現終端，需對接收到的所有數據進行分析和篩選，呈現時還要聯動平臺的其它功能模塊，調用數據庫資源等，耗費極大的硬件系統運算資源，尤其是高清抓拍單元的大量采用之后，平臺系統所能分配給GIS系統的硬件資源就更顯得捉襟見肘。另一方面，隨著GIS系統的信息更加細化，對計算機的存儲容量和處理能力的要求也在逐步提高，比如三維甚至四維GIS的應用，運算量都會大增。另外， GIS系統除了和視頻監控系統二者的集成開發外，為了更加方便用戶快速定位所需信息，還需要GPS定位系統、接報警系統等提供相應接口協議配合開發，才能實現面向用戶實際業務的具體應用。業務量的增加、分析的細致化，都導致了硬件系統資源的嚴重緊缺，天地偉業鄧曄認為，對于如上問題，必須給予GIS應用系統高配置服務器，大系統甚至需要服務器集群。
保持網絡暢通
業務量增多，還會帶來網絡的堵塞問題，如果是采用有線網絡傳輸，此問題還好解決，天地偉業鄧曄認為，對此，可采用基于千兆以上網絡傳輸，整個系統的數據銜接依托于數據庫的強大能力，采取大量點位在GIS地圖上分層顯示、報警信息分級別、分時間段、分用戶顯示等手段，使得GIS系統應用更加順暢。若采用無線傳輸，基于目前的無線傳輸技術，仍有難點，最突出的就是圖像傳輸困難，目前采用3G網絡，CIF分辨率圖像的實時傳輸仍顯得十分不流暢，安維爾范柘直言：“GIS作為一個表達工具，圖像不能順利傳輸，信息回不來，再好的表達方式都沒有用。”
舶來的困惑于主從之爭
舶來的困惑
安防廠家中，鮮有自己開發的GIS系統，深圳中興力維盛瀲告訴筆者：“目前GIS技術已經比較成熟，安防廠家采用時，一般由專業的GIS廠商提供完整的GIS應用解決方案。”
由于技術是第三方的，雖然GIS技術已經成熟，但仍會對嵌入應用帶來一些困惑，深圳超視陳虎認為：“第一，各項目選擇的第三方GIS平臺、定制的個性化功能不一，導致監控系統與之對接時，開發人員都需要去學習基于各種GIS平臺的開發技術，這本身就構成了一種技術瓶頸；第二，在地圖數據源方面，如果使用第三方GIS平臺和用戶提供地圖數據，數據處理過程(如格式轉換、數據糾錯、坐標系統轉換、符號化、整飭等)對于非專業GIS人員來講，都是難點。”同時，他也給出了相應的解決方案，對于第一點，監控平臺能真正用到的各項GIS功能還是較少數，沒必要去了解和掌握GIS平臺的所有功能，針對監控平臺的應用需求組織專題GIS開發培訓，可以較好地解決這個問題；對于第二點，在引入GIS時，定義標準的對接接口，盡量使用標準的地圖服務，標準的數據格式，以避免轉化時帶來的數據錯誤、丟失等一系列問題。
角色：主從之爭
目前來講，GIS系統在視頻監控平臺中所扮演的角色僅是輔助作用，但通過考察安防監控行業的不同廠家的平臺之后，筆者發現，往往一款好的平臺，重點不是它可以實現多少種功能，而是在GIS界面中可以實現哪些功能的聯動、聯動的效果是否順暢。比如中興力維的公安管理平臺，該平臺是專門針對公安系統開發的，它的應用不是可以實現多少畫面的監控，而是全局防護，需要了解區域內的防范狀態及事件，當有重大事件發生時，需要系統自動彈出相關信息，同時還要確保良好的軌跡跟蹤功能；而超市的綜合安防管理平臺，該平臺功能很豐富，各種應用界面、設置都可以隨意切換，但實際應用中，其亮點卻不在此，而是GIS界面下的各類信息的全局掌控和即時發布，使其形成一套成熟而實用的平臺系統。
從目前的普遍觀點分析，認為GIS系統是安防監控系統的一部分，并標明安防監控系統是主體。
筆者與我刊多個顧問多次檢測過國內的平臺系統，一般得到顧問肯定的平臺是GIS功能強大的款式，而GIS功能不夠強但其它功能很強的平臺，在評分上也會被打折扣，究其原因，是由于我們是以實際應用的角度為出發點，使用者不可能將一款功能強大的平臺當作電視墻來實用，而是運用其強大的數據處理與分析功能，實現自動化監控應用。因此，客戶對平臺的應用，是基于GIS界面下的操作和管理，這一點，通過與廣大的工程商的溝通中得到了證實。
通過眾多的實踐證明，GIS系統是一款平臺成熟與否的點睛之筆，這也是為什么平臺廠家越來越重視GIS系統的原因之一，甚至不惜血本設置專門的GIS系統研發部門。
一定程度上，GIS系統決定了平臺的好壞，其風頭甚至蓋過了監控系統，本來GIS系統是監控系統的子集，現在卻反而有監控系統是GIS系統的組成部分之趨勢，大有反客為主的味道。由此，筆者不得不發出這樣的疑問：照此發展，未來是GIS系統嵌入于監控系統還是監控系統嵌入于GIS系統？難道GIS在監控行業的前景，將會掩蓋監控系統。
在充分考量安防監控系統和GIS系統的技術、功能之后，我們不難發現，其實兩者是互為己用，優劣均衡的一個折中的技術應用。大華股份陳勇認為，將來的安防，GIS將會成為其中的一個基本組成部分，同時他也提到：“其實監控領域很多的難題，在GIS領域都已經有了解決辦法，拿過來用就是。對空間數據的處理以及物體之間的關聯，這是GIS的長項，同時也是監控的弱項。未來的大安防，會把這兩者完美地結合在一起，與傳感器網、虛擬現實等高端技術一起，更加深刻地影響我們的生活。”
監控系統不僅涵蓋了GIS系統，還包括報警等子集；而GIS強大的功能在安防監控應用中完整的發揮還需要其它行業或系統的支持和表現。
由無論GIS還是視頻監控系統，它們既有交集，也有各自的長處，安防監控對GIS的運用，只要處理得當，兩者將可以發揮出更大的功能，即1+1>2，這才是監控系統中引用GIS系統的最終目的。
安防監控系統所包含的子系統，也并非就GIS系統一個，還包括了報警、門禁等其它應用子系統，如果形成大安防聯網，還將有可能融入各種行業應用，通過不同系統的相互配合，形成一套完整的應用鏈條，使監控系統充分發揮出更強大的應用功能；而GIS的融合，只是這一切的開始。
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