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基于WebGIS的警务辅助决策系统的设计与实现
摘要
Internet的发展推动了GIS的发展，WebGIS成为GIS技术发展的一个热点。本文针对目前各种基于GIS的警务辅助决策系统功能单
一、数据共享能力差、开发成本高、周期长的缺点，将WebGIS技术引入到公安行业，以数据共享和实时可视化指挥为目的提出了基于WebGIS的警务辅助决策系统方案，并进行了设计与实现。该系统具有快速、准确实时指挥和警务综合服务的功能，并且可以和政务网互联，满足了公安信息化建设的要求。
正文 0 引言：
地理信息系统(GIS)是收集、管理、查询、分析、操作以及表现与地球空间相关的数据信息的计算机信息系统[1]，能够为分析、决策提供重要的支持平台。近年来，GIS广泛应用于基础设施(道路、电力等)的规划、自然资源的开发和利用、城市建设与规划、人口迁移与安置、突发事件的预警和处置以及交通工具的定位导航等，并取得了显著的效益。网络技术迅猛发展和广泛运用为快捷高效的大范围信息发布提供良好渠道。利用网络在Web上发布、出版空间数据，为用户提供空间数据浏览、查询、分析等功能已成为GIS发展必然趋势，基于网络技术地理信息系统——WebGIS应运而生。WebGIS是网络技术与GIS结合的产物，是GIS技术发展的热点之一，能在网络信息挥数据共享、交流协作基础上实现GIS在线查询和业务处理等功能，实现网络环境下兼容、存储、处理、分析．显示、应用地理信息的计算机信息系统[2]，其基本思想是通过网络提供地理信息，让用户通过终端浏览获得地理信息系统中的数据和功能服务，改变了GIS数据信息获取、传输、发布、共享应用，可视化等过程和方式。这样，网络用户可从任一节点浏览WebGIS站点空间数据、制作专题图，并进行各种空间检索空间分析等。公安部门行使维护社会稳定、保护人民安全的职权，在国民生活中发挥着极为关键的作用。目前公安部门正在运行的各种基于GIS平台的指挥自动化系统大多是两种产品，一种是桌面软件，存在开发、维护成本大，周期长的问题；一种是利用工具GIS进行二次开发，尽管开发周期短，但GIS分析、辅助决策的功能受到极大的限制。随着公安信息化建设的推进，公安部门现有各种管理、指挥系统所具有的简单查询检索、分析功能已不能满足新形势下的网上派警、办公、办案的需求。本文在分析公安部门现有各种指挥系统的基础，结合WebGIS技术，提出了建立警务辅助决策系统的解决方案，探讨在WebGIS平台下进行多元数据融合、高速交换、挖掘辅助决策信息，使系统达到综合服务、实时、可视化、远程联动指挥的目的。WebGIS的概念及技术方案 1.1 WebGIS概述
WebGIS是建立在Internet/Intrant上具有浏览器/服务器体系结构（B／S）的网络GIS。是利用万维网技术对传统GIS的改造和发展，它改变了传统GIS的运行模式，使用户可以借助Internet网。通过浏览器这一统一的用户界面，访问位于不同地区不同类型的空间信息资源。1.2 WebGIS系统的构造与技术方案
WebGIS是GIS技术研究的一个热点[3]。它是随着GIS和Web技术的发展而发展的。由于WebGIS的重要性，当前国内外各大GIS厂商纷纷推出了各自的WebGIS产品。虽然这些产品各具特点，但就它们的实现技术而言，主要分为以下几种方式：
1.2.1 CGI(Common Gateway Interface)方式
通常采用CGI，即提供专用空间数据库的Web接口。CGI是连接应用软件和Web服务器的标准技术，CGI程序与HTML结合实现交互式动态通信。例如，为了让用户可以存取数据库中的信息，CGI可被用来连接网络数据库服务器，在系统中起通讯桥梁作用。通过HTML将客户端请求传给Web服务器，再利用专门的CGI访问GIS服务器。GIS服务器承担查询计算工作，将结果构建成一个HTML文档反馈给Web服务器，再传回客户端浏览器。1.2.2服务器应用程序接口(ServerAPI)方式
微软首先提供了服务器应用程序接口方式。目前有两种主要的API接口：NSAPI和ISAPI。NSAPI是由Netscape公司提供的编程接口，这种方式通过编写服务器方插件(Plug—in)来实现数据访问，其过程与CGI方式相同，但是作为动态连接库来加载，可以节约内存并大大提高效率。这种插件只能使用C或者C++语言编写。
1.2.3 GIS插件(Plug—in)方式
GIS Pug—in是在浏览器上扩充WEB浏览器功能的可执行的GIS软件。GIS Plug—in的主要作用是使Web浏览器支持处理特定格式的GIS数据，并为Web浏览器与GIS服务程序之间的通讯提供条件。GIS Plug—in直接处理来自服务器的GIS矢量数据。同时，GlS Pug—in可以生成自己的数据，以供Web浏览器或其它Plug—in显示使用。1.2.4 ActiveX方式
ActiveX是建立在OLE技术之上发展起来的因特网新技术，其基础是COM(Component Object Model)，是为扩展Microsoft WEB浏览器的功能而提供的公共框架。ActiveX控件和Plug-in非常相似，是为了扩展Web浏览器的动态模块。所不同的是，ActiveX能被支持OLE标准的任何程序语言或应用系统所使用。其优点是：执行速度快，由于ActiveX可以用多种语言实现，这样就可以复用原有GIS软件的源代码，提高了软件的开发效率。1.2.5 Java方式
Java语言是一种跨平台适合于分布式计算的面向对象编程语言具有可移植性、安全性、动态高、性能简单等优点。目前开发方法可分为两种：一种是仅客户端部分基于Java的WebGIS系统。这是目前绝大多数系统采用的方法，即仅用Java语言开发客户端的GIS功能，而服务器端在现有的系统代码的基础上通过指定GlS空间数据传输协议以及和Java程序交互的功能模块来实现。第二种方法是客户端和服务器端都基于Java的WebGIS。这种开发方式可以最大限度的发挥Java编程语言的优势。和传统的地理信息系统相比，WebGIS具有以下5个特点：广泛的数据分布、高效的数据管理和组织能力、平衡高效的计算负载、客户端的平台独立、客户端零维护、大众化的GIS等其他技术所不具备的优点。3 系统的设计思想及架构
警务协同辅助决策系统的建设服务基于信息资源整合与共享、推动实施指挥，实现实时指挥、远程联动指挥的机制。以公安Intrant网为传输载体，同时将移动通信网、Internet网、视频传输网、有线电视网整合到系统中，将各业务部门、下级部门的信息集成到系统数据库服务器，制定统一的数据交换格式，建立基础信息交换平台。将地理信息平台建立在基础信息交换平台之上，基于地理信息平台建立实时指挥系统和警务综合服务系统。实时指挥系统将110接处警系统、刑侦指挥系统、交通指挥系统、消防指挥系统和治安指挥系统集成进来，实现统一指挥下的联动指挥，可实时定位、分析报警地点、案件地点、火警地点、突发事故地点等；利用综合服务系统，能检索实有人口信息、案件信息、警情信息、在逃人员信息、房屋信息、机动车辆信息，还可进行警务公文分发传收，有效达到警务业务办公的工作流，结合地理信息支撑平台能实现实有人口（含常住人口）、案件、房屋、车辆的精确定位、分析；综合服务平台和实时指挥平台通过接口进行了集成，保证了基础信息的同步、准确,系统设计思想如图1。图1 系统采用B/S（Browser/Server）三层架构模式，前端浏览作为客户端，中间WebGIS平台作为应用层服务器，后段为数据层服务器（图2）。图2 4 系统数据设计
数据的丰富性、正确性及现实性直接关系到应用效果，系统数据主要包括基础地理新信息数据和专题数据和公安业务数据三部分。4．1 数据组织
基础地理信息包括行政区域、道路、水系、植被、影响图、村图等；公安专题数据主要包括建筑物、党政机关、金融场所、旅社酒店、学校、医院、文化设施、重要保卫目标、公安警力分布信息等；公安业务数据有实有人口、案件、警情、机动车辆、在逃人员数据等信息。系统数据组织结构如图3。图3
4．2 数据管理
系统数据存储在数据库服务器的Oracle库中，基础地理信息数据中的空间数据存储在Oracle Spatial中，属性数据和公安专题数据、业务数据存储在按照专题分层存储。GIS应用层通过远程数据数据访问控件调用空间数据和属性数据，进行处理，将处理后结果发送到用户端。5 系统功能及实现
5.1 根据系统需求，主要功能包括 ： 1)电子地图的显示操作功能
图层管理、地图缩放、漫游、全局与局部图浏览等；系统具备“鹰眼”功能。即除了详图显示外，软件界面上还有一个显示全貌的小图，通过此小图可以实现地图的快速漫游和定位。2)定位功能
重点目标定位，用户输入重点目标的名称即可自动时期位置居中显示；报警信息定位，根据报警电话三字段信息，通过114库装机地址通过实有人口库中电话库信息进行匹配定位，或者通过装机地址于房屋信息匹配定位；案件定位，通过录入的案发地点与建筑物信息挂接实现自动定位；实有人口定位，通过实有人口信息与房屋信息匹配对其所在位置定位；街道、视频监控点、消防栓、卡口等专题信息定位。3)查询功能
可以二维方式和任意比例调用地理信息系统的电子地图、相关属性信息及公安管理专题信息等，并进行各种组合查询。
实有人口查询：利用模糊查询技术，只需要输入实有人口的关键字即可找到所有相关的人员对其列表显示，可任意查看所要查询的人口信息，并结合定位功能对其定位显示；单位查询，输入所要查找的单位即可得到所要目标单位的相关信息及其内部实有人口信息列表。案件查询，选择案件类型，输入案件关键字即可得到所有相关案件，对其进行下一步的分析处理；视频监控，将地理信息与远程视频监控相结合，在电子地图上可直接调用视频监控设备，实时查看监控现场视频图象。4)分析功能
包括距离、面积的量测，地理坐标的获取，两个目标之间最短路径分析，缓冲区分析。
最短路径分析：可根据案发地点和警力信息分布，得到出警单位于案发地之间最短路径，利于突发案件的及时处理；
缓冲分析：可选定分析目标，例如可知案发地特定范围内的旅馆酒店、交通枢纽、政府机关、金融机构等等所要的信息，利于罚罪嫌疑的排查，为出警提供决策支持；
5)可支持基于卫星影像的地理信息显示
根据电子地图矢量数据无缝显示技术，在矢量地图达不到所要求的精度是即可切换到卫星影像图，充分发挥了卫星影像图实时性强、直观性强的优点。6)建立及维护各种专题的警务专题图
对各种警务信息(派出所、警务亭、警务站、特警队、群防力量等)进行增加、删除、修改等操作，提供图上标注功能。7)预案标绘，辅助决策模块
建立了一套符合公安部统一标准的警用标绘符号库，可根据不同用户需求，在电子地图图面上直接进行预案的标绘，进行预案的演练，生成拦截包围圈、出警警力调动等各种预案，极大的提高公安机关的“处急”“处突”能力。(1）预案生成重大案（事）情发生时，在接警人员查明警情类型、案发地址后，接处警系统迅速生成处警预案。在地图上进行预案标注，包括：现场情况简图；辖区警力部署；要害部位提示；应急设备分布及对该警情处置的步骤和措施；多警种协调联动时各警种派警次序；到现场后的具体工作措施等。(2）预案库建立
指挥中心数据库积累了丰富的接处警和相关数据信息，将各类数据进行采集和整理，并进行编程处理，将为接处警提供有指导意义的辅助手段。根据平时公安业务的积累，系统对要害部位保卫、重点目标防范、重要方向警务等建立预案库。图4a 图4b
8)打印功能
可选取特定范围的电子地图，或各种主题的预案进行打印并进行分发。5.2 系统实现
随着组件技术的发展，组件对象模型（COM）作为一种新的软件实现标准越来越渗透到软件开发当中，COM技术与GIS相结合，具有开发成本低、重用性强的特点[4]，结合前面WebGIS概述，WebGIS平台实现的途径多种多样，客户端组件可以用JavaScript、VBScript脚本语言，服务器端可以用CGI(通用网关技术)、ISAPI/NSAPI（服务应用接口）、Plug-In插件技术、Activex技术、ASP/JSP等等，每种实现方法既有其优点又有不足。
系统基于COM规范开发GIS应用的层ActiveX控件，根据需求设计实现各种接口函数、属性和事件，利用ASP、JavaScript实现了网页页面的动态显示效果，目前该系统已在许昌市公安局投入运行，有效的实现了“网上公文传递”、“网上办案”、“网上追逃”、“可视化指挥”等各种公安网络信息化需求，在公安部门协同办公办案过程中发挥了重要的辅助决策支持作用。图4a与图4b分别是许昌市警务辅助决策系统中警务数字化综合服务平台和警务实时指挥平台的运行界面。6 结论 本系统从WebGIS的角度建立警务辅助决策系统，充分利用了Web信息共享、多源数据融合的优势和良好的扩展性能，通过COM技术开发具有GIS功能的ActiveX控件，将实时指挥平台和综合服务平台建立在基础地理信息平台之上，有效的发挥了网上办公办案、可视化指挥、综合服务的优势。同时，系统具有统一的源数据格式，能有效的与其他警用系统集成。警务辅助决策系统还可有效的与政府电子政务网络互联，具有相应权限的用户可使用各种警务信息，或在应急突发事件中进行应急联动指挥。
参考文献：
[1]《地理信息系统原理与方法》测绘出版社 华一新等
[2]《组件式警用实时监控系统WebGlS开发》 《中国公共安全》 2005年第8期 张亮
[3]《GIS软件几个热点技术浅析》《测绘通报》1999年第3期 周涛 [4]《组件式地理信息系统研究与开发》《中国图像图形学报》1998第5期 宋关福 钟耳顺
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