基于GIS的视频监控系统研究
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系 统 在 接 到 警 情 以 后 ，可 以 利 用 电 子 地 图 系 统 快 速 确 定 位 置 ，得 到 周 围 道 路 、建 筑 物 等 信 息 ，供 指 挥 处 理 人 员 进 行 参 考 。与 此 同 时 还 可 以 通 过 信 息 数 据 库 系 统 检 索 出 该 位 置 的 详 细 资 料 ，以 便 根 据 实 际 情 况 确 定 相 应 的 措 施 。方 案 确 定 以 后 ， 指 挥 人 员 可 以 根 据 实 际 情 况 ，下 达 命 令 ，处 理 突 发 事 件 。 3.2 基 于 GIS 的 视 频 监 控系 统 的 设 计
3 基于 GIS 的视频监控集成系统的设计
3.1 基 于 GIS 的 视 频 监 控系 统 的 功 能 特 点 传统的 GIS 系统以显示静态地图信息为主，其显示信息的
实时性不够；传统的视频监控系统主要显示局部实时的图像信 息，图像的显示受到光线等外部条件的影响，并且难以从整体 上联动整个视频监控摄像头群，空间位置感不强。基于 GIS 的 视频监控系统最大的特点是把电子地图的功能和视频监控的功 能相结合，解决以上两个独立系统的缺陷，为特定的应用服务。
1 地理信息系统
GIS 是一种计算机系统，具有对空间数据与属性数据进 行输入、管理、查询和分析及输出等功能，它具有以下 3 个方 面的特征[1]： 具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能
力，具有空间性和动态性； 由计算机系统支持进行空间地理 数 据 管 理 ，并 由 计 算 机 程 序 模 拟 常 规 的 或 专 门 的 地 理 分 析 方 法 ，作 用 于 空 间 数 据 ，产 生 有 用 信 息 ，完 成 人 类 难 以 完 成 的 任 务； 计算机系统的支持是地理信息系统的重要特征，因而使 得 地 理 信 息 系 统 能 以 快 速 、精 确 、综 合 地 对 复 杂 的 地 理 系 统 进 行空间定位和过程动态分析。
图 1 的系统分成三层，最上面是视频系统层，中间是集成 系 统 应 用 层 ，下 面 是 数 据 库 层 。 视 频 系 统 层 通 过 与 集 成 系 统 层 的 视 频 模 块 交 互 ，从 而 使 得 本 集 成 系 统 能 显 示 实 时 视 频 图 像。监控界面由 3 部分组成：GIS 模块、视频模块以及用户管 理模块组成。其相互之间以及与 GIS 应用服务器和数据库的 数据交互有：①GIS 模块和 GIS 应用服务器交互地图的空间信 息 、地 图 的 属 性 信 息 以 及 视 频 监 控 点 的 详 细 信 息 ，这 个 交 互 使 得地图和监控点的静态信息可以在界面上显示；②GIS 模块与 SQL 数据库的信息交互，这个交互主要是视频点 ID 的存储和
GIS的开发软件有多种，例如：ArcGIS、SuperMap GIS 和 MapInfo 等。这些二次开发工具开发出来的 GIS 产品，都是把数据 录入到 GIS 空间数据库，用户查找的路线、地点等信息都是数 据库里面的静态信息，动态信息在 GIS 中的应用还刚刚起步。 目前涉及到显示动态信息的 GIS 应用有 GIS 与 GPRS 相结合 的系统，GIS 与 GSM 相结合的系统 [2]，GIS 与报警系统相结合 的系统，以及 GIS 与视频监控相结合的系统等。
基于 GIS 的视频监控系统的功能有：①电子地图上显示每 个 视 频 监 控 点 的 准 确 位 置 ；② 点 击 电 子 地 图 上 的 监 控 点 ，实 时 视频图像切换到相应的监控图像；③双击实时视频图像电子地 图 立 刻 切 换 到 目 标 位 置 ，并 高 亮 显 示 地 图 上 的 监 控 点 ；④ 通 过 点击“显示监控点详细信息”按钮，显示监控点的具体位置、周 围建筑和道路情况、监控点的 ID、监控点所属的监控室、目前 值 班 人 员 的 姓 名 电 话 等 信 息 ；⑤ 本 系 统 还 完 成 电 子 地 图 的 基 本 功 能 ，视 频 图 像 显 示 的 基 本 功 能 ，用 户 数 据 处 理 的 基 本 功 能 等 常 规 功 能 。 通 过 本 系 统 监 控 人 员 可 以 准 确 、全 面 、迅 速 、实 时 地 了 解 监 控 摄 像 头 的 位 置 、发 生 的 突 发 情 况 、以 及 周 边 环 境 的详细地理布局等有用信息。
基于 GIS 的视频监控系统的设计要解决软件和硬件两个 架构的设计问题。 3.2.1 基 于 GIS 的 视 频 监控 系 统 软 件 架 构 的设 计
软件方面，本系统集成了 GIS 电子地图与视频监控图像， 并使两者很好的联动起来，笔者根据自己的项目经验把系统分 成几个模块，并提出了几个模块需要交互的数据，如图 1 所示。
0引言
地理信息系统(geographic information system，GIS)在工程 领 域 中 的 应 用 是 当 前 研 究 的 热 点 ，以 前 在 工 程 应 用 上 难 以 实 现的功能也可以通过结合 GIS 找到解决方案，其中 GIS 与工 程应用系统相结合的技术以及 GIS 接收实时数据并快速显示 的技术是研究人员关注的重点。基于 GIS 的视频监控系统 以.NET 和 SQL Server 为平台，把 GIS 技术与视频监控技术两 者融合起来，实现了在电子地图上显示监控点空间位置、实时 高 亮 显 示 报 警 监 控 点 位 置 、点 击 地 图 上 监 控 点 时 监 控 画 面 跳 转 到 相 应 监 控 画 面 等 系 统 特 色 功 能 。本 系 统 的 实 现 为 目 前 比 较热门的应急联动领域找到了一种很好的解决方案。
宗文杰，余青松，张敏，等：计基算于机G工IS 程的视与频设监计控C系o统mp研ut究er Engineering and Design 2011, Vol. 32, No.2 745
基于 GIS 的视频监控系统研究
宗文杰， 余青松， 张 敏， 黄 俊 (华东师范大学 计算中心，上海 200062)
摘 要：为解 决 传 统 的 视 频 监 控 系 统 空 间 位 置 感 不 强 的 问 题 ，对 目 前 GIS 技 术 和 视 频 监 控 技 术 进 行 了 研 究 ，提 出 了 GIS 技 术 和 视 频 监 控 技 术 相 结 合 的 解 决 方 案 ，实 现 了 通 过 GIS 显 示 监 控 点 空 间 布 局 的 功 能 。通 过 对 GIS 上 实 时 显 示 监 控 点 技 术 的 研 究 ，建 立 了 一 个 电 子 地 图 与 视 频 联 动 的 模 型 。 以 .NET Framework 和 SQL Server 为 平 台 ，把 GIS 技 术 与 视 频 监 控 技 术 两 者 融 合 起 来 。讨 论 了 基 于 GIS 的 视 频 监 控 系 统 的 功 能 特 点 ，阐 述 了 其 整 体 架 构 的 设 计 以 及 实 现 该 系 统 涉 及 的 关 键 技 术 和难点。 关键 词：地理信息系 统; 视频监控; 监控点; 实时传 输; 动态信息 中图 法分类号：TP302 文献标 识码：A 文章编号：1000-7024 (2011) 02-0745-04
Research on GIS-based video surveillance system
ZONG Wen-jie, YU Qing-song, ZHANG Min, HUANG Jun (Computer Centre, East China Normal University, Shanghai 200062, China)
746 2011, Vol.32, No.2
计算机工程与设计 Computer Engineering and Design
与 撤 防 功 能 、报 警 接 受 、矩 阵 输 出 、监 听 、对 讲 等 功 能 。 近几年来，视频监控技术在迅速发展，从最早的单矩阵模
拟 视 频 监 控 系 统 ，到 多 矩 阵 联 网 模 拟 视 频 监 控 系 统 ，到 现 在 的 数 字 与 模 拟 混 合 视 频 监 控 系 统 ，视 频 监 控 系 统 越 做 越 大 、越 做 越 复 杂 。 随 着 视 频 监 控 系 统 的 复 杂 性 的 增 加 ，视 频 信 息 的 管 理 也 越 来 越 复 杂 ，而 用 户 的 要 求 更 是 越 来 越 高 ，为 保 障 用 户 的 特 殊 需 求 ，比 如 火 警 的 时 候 快 速 找 到 安 全 出 口 的 位 置 ，视 频 和 报 警 点 的 联 动 等 要 求 ，使 得 现 有 的 视 频 系 统 不 能 完 全 满 足 用 户的需求，基于 GIS 的视频监控系统正是其发展方向 。 [3]
2 视频监控系统
视频监控系统的主要功能有：实时监控图像、分组实时监 控 、实 时 录 像 、远 程 检 索 、实 时 回 放 录 像 、远 程 配 置 、报 警 布 防
收稿日期：2010-03-05；修订日期：2010-06-21。 作者简介：宗文杰 (1983－)，男，江苏东台人，硕士，CCF 会员，研究方向为 Web 应用技术、GIS 与视频监控技术； 余青松 (1965－)，男，湖 北广水人，高级工程师，硕士生导师，研究方向为计算机系统分析与集成、Web 应用Biblioteka Baidu术； 张敏 (1986－)，女，江苏涟水人，硕士，研究方向 为 Web 应用技术、网格工作流； 黄俊 (1983－)，男，江西宜春人，硕士，研究方向为 Web 应用技术。E-mail：zongwenjie1983@sina.com.cn
Abstract：To solve the problem of the spatial location of the video surveillance system which is not strong enough, current GIS technology and video surveillance technology are studied, the technology solutions which combine GIS technology and video monitoring technology are presented, display control points by GIS spatial layout feature is achieved. Meanwhile, an electronic map with video linkage model is constructed with the technology of real-time display of monitoring points on GIS. With examples in use, . NET Framework and SQL Server is used as the platform to integrate GIS technology and video surveillance technology. GIS-based video surveillance system features are discussed, the design of its overall structure is highlighted and the system key technologies and difficult are implemented. Key words：geographic information system (GIS); video surveillance; monitoring point; real-time transmission; dynamic information
监控界面 GIS 地图
视频信号
控制视频 视频系统
视频信息和 视频控制信息
3 基于 GIS 的视频监控集成系统的设计
3.1 基 于 GIS 的 视 频 监 控系 统 的 功 能 特 点 传统的 GIS 系统以显示静态地图信息为主，其显示信息的
实时性不够；传统的视频监控系统主要显示局部实时的图像信 息，图像的显示受到光线等外部条件的影响，并且难以从整体 上联动整个视频监控摄像头群，空间位置感不强。基于 GIS 的 视频监控系统最大的特点是把电子地图的功能和视频监控的功 能相结合，解决以上两个独立系统的缺陷，为特定的应用服务。
1 地理信息系统
GIS 是一种计算机系统，具有对空间数据与属性数据进 行输入、管理、查询和分析及输出等功能，它具有以下 3 个方 面的特征[1]： 具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能
力，具有空间性和动态性； 由计算机系统支持进行空间地理 数 据 管 理 ，并 由 计 算 机 程 序 模 拟 常 规 的 或 专 门 的 地 理 分 析 方 法 ，作 用 于 空 间 数 据 ，产 生 有 用 信 息 ，完 成 人 类 难 以 完 成 的 任 务； 计算机系统的支持是地理信息系统的重要特征，因而使 得 地 理 信 息 系 统 能 以 快 速 、精 确 、综 合 地 对 复 杂 的 地 理 系 统 进 行空间定位和过程动态分析。
图 1 的系统分成三层，最上面是视频系统层，中间是集成 系 统 应 用 层 ，下 面 是 数 据 库 层 。 视 频 系 统 层 通 过 与 集 成 系 统 层 的 视 频 模 块 交 互 ，从 而 使 得 本 集 成 系 统 能 显 示 实 时 视 频 图 像。监控界面由 3 部分组成：GIS 模块、视频模块以及用户管 理模块组成。其相互之间以及与 GIS 应用服务器和数据库的 数据交互有：①GIS 模块和 GIS 应用服务器交互地图的空间信 息 、地 图 的 属 性 信 息 以 及 视 频 监 控 点 的 详 细 信 息 ，这 个 交 互 使 得地图和监控点的静态信息可以在界面上显示；②GIS 模块与 SQL 数据库的信息交互，这个交互主要是视频点 ID 的存储和
GIS的开发软件有多种，例如：ArcGIS、SuperMap GIS 和 MapInfo 等。这些二次开发工具开发出来的 GIS 产品，都是把数据 录入到 GIS 空间数据库，用户查找的路线、地点等信息都是数 据库里面的静态信息，动态信息在 GIS 中的应用还刚刚起步。 目前涉及到显示动态信息的 GIS 应用有 GIS 与 GPRS 相结合 的系统，GIS 与 GSM 相结合的系统 [2]，GIS 与报警系统相结合 的系统，以及 GIS 与视频监控相结合的系统等。
基于 GIS 的视频监控系统的功能有：①电子地图上显示每 个 视 频 监 控 点 的 准 确 位 置 ；② 点 击 电 子 地 图 上 的 监 控 点 ，实 时 视频图像切换到相应的监控图像；③双击实时视频图像电子地 图 立 刻 切 换 到 目 标 位 置 ，并 高 亮 显 示 地 图 上 的 监 控 点 ；④ 通 过 点击“显示监控点详细信息”按钮，显示监控点的具体位置、周 围建筑和道路情况、监控点的 ID、监控点所属的监控室、目前 值 班 人 员 的 姓 名 电 话 等 信 息 ；⑤ 本 系 统 还 完 成 电 子 地 图 的 基 本 功 能 ，视 频 图 像 显 示 的 基 本 功 能 ，用 户 数 据 处 理 的 基 本 功 能 等 常 规 功 能 。 通 过 本 系 统 监 控 人 员 可 以 准 确 、全 面 、迅 速 、实 时 地 了 解 监 控 摄 像 头 的 位 置 、发 生 的 突 发 情 况 、以 及 周 边 环 境 的详细地理布局等有用信息。
基于 GIS 的视频监控系统的设计要解决软件和硬件两个 架构的设计问题。 3.2.1 基 于 GIS 的 视 频 监控 系 统 软 件 架 构 的设 计
软件方面，本系统集成了 GIS 电子地图与视频监控图像， 并使两者很好的联动起来，笔者根据自己的项目经验把系统分 成几个模块，并提出了几个模块需要交互的数据，如图 1 所示。
0引言
地理信息系统(geographic information system，GIS)在工程 领 域 中 的 应 用 是 当 前 研 究 的 热 点 ，以 前 在 工 程 应 用 上 难 以 实 现的功能也可以通过结合 GIS 找到解决方案，其中 GIS 与工 程应用系统相结合的技术以及 GIS 接收实时数据并快速显示 的技术是研究人员关注的重点。基于 GIS 的视频监控系统 以.NET 和 SQL Server 为平台，把 GIS 技术与视频监控技术两 者融合起来，实现了在电子地图上显示监控点空间位置、实时 高 亮 显 示 报 警 监 控 点 位 置 、点 击 地 图 上 监 控 点 时 监 控 画 面 跳 转 到 相 应 监 控 画 面 等 系 统 特 色 功 能 。本 系 统 的 实 现 为 目 前 比 较热门的应急联动领域找到了一种很好的解决方案。
宗文杰，余青松，张敏，等：计基算于机G工IS 程的视与频设监计控C系o统mp研ut究er Engineering and Design 2011, Vol. 32, No.2 745
基于 GIS 的视频监控系统研究
宗文杰， 余青松， 张 敏， 黄 俊 (华东师范大学 计算中心，上海 200062)
摘 要：为解 决 传 统 的 视 频 监 控 系 统 空 间 位 置 感 不 强 的 问 题 ，对 目 前 GIS 技 术 和 视 频 监 控 技 术 进 行 了 研 究 ，提 出 了 GIS 技 术 和 视 频 监 控 技 术 相 结 合 的 解 决 方 案 ，实 现 了 通 过 GIS 显 示 监 控 点 空 间 布 局 的 功 能 。通 过 对 GIS 上 实 时 显 示 监 控 点 技 术 的 研 究 ，建 立 了 一 个 电 子 地 图 与 视 频 联 动 的 模 型 。 以 .NET Framework 和 SQL Server 为 平 台 ，把 GIS 技 术 与 视 频 监 控 技 术 两 者 融 合 起 来 。讨 论 了 基 于 GIS 的 视 频 监 控 系 统 的 功 能 特 点 ，阐 述 了 其 整 体 架 构 的 设 计 以 及 实 现 该 系 统 涉 及 的 关 键 技 术 和难点。 关键 词：地理信息系 统; 视频监控; 监控点; 实时传 输; 动态信息 中图 法分类号：TP302 文献标 识码：A 文章编号：1000-7024 (2011) 02-0745-04
Research on GIS-based video surveillance system
ZONG Wen-jie, YU Qing-song, ZHANG Min, HUANG Jun (Computer Centre, East China Normal University, Shanghai 200062, China)
746 2011, Vol.32, No.2
计算机工程与设计 Computer Engineering and Design
与 撤 防 功 能 、报 警 接 受 、矩 阵 输 出 、监 听 、对 讲 等 功 能 。 近几年来，视频监控技术在迅速发展，从最早的单矩阵模
拟 视 频 监 控 系 统 ，到 多 矩 阵 联 网 模 拟 视 频 监 控 系 统 ，到 现 在 的 数 字 与 模 拟 混 合 视 频 监 控 系 统 ，视 频 监 控 系 统 越 做 越 大 、越 做 越 复 杂 。 随 着 视 频 监 控 系 统 的 复 杂 性 的 增 加 ，视 频 信 息 的 管 理 也 越 来 越 复 杂 ，而 用 户 的 要 求 更 是 越 来 越 高 ，为 保 障 用 户 的 特 殊 需 求 ，比 如 火 警 的 时 候 快 速 找 到 安 全 出 口 的 位 置 ，视 频 和 报 警 点 的 联 动 等 要 求 ，使 得 现 有 的 视 频 系 统 不 能 完 全 满 足 用 户的需求，基于 GIS 的视频监控系统正是其发展方向 。 [3]
2 视频监控系统
视频监控系统的主要功能有：实时监控图像、分组实时监 控 、实 时 录 像 、远 程 检 索 、实 时 回 放 录 像 、远 程 配 置 、报 警 布 防
收稿日期：2010-03-05；修订日期：2010-06-21。 作者简介：宗文杰 (1983－)，男，江苏东台人，硕士，CCF 会员，研究方向为 Web 应用技术、GIS 与视频监控技术； 余青松 (1965－)，男，湖 北广水人，高级工程师，硕士生导师，研究方向为计算机系统分析与集成、Web 应用Biblioteka Baidu术； 张敏 (1986－)，女，江苏涟水人，硕士，研究方向 为 Web 应用技术、网格工作流； 黄俊 (1983－)，男，江西宜春人，硕士，研究方向为 Web 应用技术。E-mail：zongwenjie1983@sina.com.cn
Abstract：To solve the problem of the spatial location of the video surveillance system which is not strong enough, current GIS technology and video surveillance technology are studied, the technology solutions which combine GIS technology and video monitoring technology are presented, display control points by GIS spatial layout feature is achieved. Meanwhile, an electronic map with video linkage model is constructed with the technology of real-time display of monitoring points on GIS. With examples in use, . NET Framework and SQL Server is used as the platform to integrate GIS technology and video surveillance technology. GIS-based video surveillance system features are discussed, the design of its overall structure is highlighted and the system key technologies and difficult are implemented. Key words：geographic information system (GIS); video surveillance; monitoring point; real-time transmission; dynamic information
监控界面 GIS 地图
视频信号
控制视频 视频系统
视频信息和 视频控制信息