一种实时地理位置数据分析技术的探索与实现

一种实时地理位置数据分析技术的探索与实现

向华1

(1.重庆数字城市科技有限公司，重庆市 400020)

摘要：随着近年来测绘地理信息应用的拓展和深入，海量实时地理位置数据的处理需求日渐增多。本课题为解决重庆市交巡警总队警车GPS点位实时数据处理需求，提出了一种实时地理位置数据分析技术。通过引入地理围栏、定义地理事件，利用Map-Reduce算法结合空间拓扑特性对数据进行处理，取得良好应用效果，使警务数据统计处理效率得到较大幅度提升。

关键词：地理围栏、地理事件、交通地理信息

Exploration and implementation of a real time location

data analysis technology

Xiang Hua1

(1.Chongqing Cybercity Sci-tech co.Ltd)

Abstract: With the development of geographic information applications in recent years, the demand for real-time location data processing and analysis is increasing. In order to solve the problem of real-time data processing requirements of the GPS points of the police car in Chongqing, this paper presents a real-time location data analysis technique. The geographic fence and the definition of geographic events are introduced. The data are processed by Map-Reduce algorithm and the spatial topological characteristics are obtained. The efficiency of data processing is greatly improved.

Key words：Geo-Fencing,Geo-Event,Traffic geographic information

一. 引言

随着近年来测绘地理信息应用的拓展和深入，对测绘获得的地理位置数据实时性要求日益提升。在物联网快速发展的条件下，各种地理位置数据通过测绘技术实时采集、依托计算机网络进行传输汇集，如涓涓细流汇入江河大海，形成海量的实时地理位置大数据。如何对其进行处理和利用，成为测绘地理信息领域亟待解决的新课题。

交通管理警务工作中，就涉及大量的交通参与人行为数据和交通管理者行为数据。为了提升城市交通运行管理的效率和质量，重庆在全国率先推行全省（直辖市）交通警察和巡警合一的警务模式，成立的新警种简称交巡警。重庆交巡警刚一成立，即在主要城区建设了上百个街头固定警务平台，开展街头治安防控工作。但是固定的交巡警平台装置不便移动，逐渐难以适应警力灵活部署的要求，交巡警平台从固定装置向巡逻车辆转变。随着交巡警车辆工作模式的全面铺开，指挥中心通过车载GPS回传定位点，对警车进行定位、指挥调度。警车回传的GPS定位数据平均一秒钟约140-180个点，一天超过840余万，一月数据超过2.5亿，传统的地理信息统计方法因处理超时而失效。因此为了解决统计管理问题，引入地理围栏、定义地理事件，利用Map-Reduce算法结合空间拓扑特性对GPS地理位置大数据进行处理，探索出一套处理海量实时地理位置数据的新兴分析技术。

二. 警务管理中的需求

重庆市交巡警通过对警车GPS数据进行汇总、统计和分析，着手解决如下几方面问题：

第一，是通过地理信息技术准确表达和传送警力部署和驻扎方案，能够描述在指定的时间、将指定的警车和警力安排在某个街头巡逻点；经过分发传送到一线予以执行，从而形成警力网络。

第二，是指挥员及时发现警力异常状态。在进行了方案分发执行后，针对驻扎和巡逻区域，能够发现警力迟到、提前离开、缺席等异常情况。

第三，是汇总一段时间内警力驻扎和巡逻情况进行统计，以此开展警务督导。

需要高效、直观、准确地统计和反映出警力异常状态汇总情况，成为警务督导依据，提升效率。

三. 引入地理围栏技术

为了解决第一个问题，为后续的海量警车GPS实时地理信息数据分析提供基础条件，引入地理围栏（Geo Fencing）技术进行探索并应用。

定义具有时间和地理属性的地理围栏模型。通过对交巡警街头驻扎、巡逻的工作方式进行跟踪学习，掌握警力部署和指挥调度的一般方法。即在指定的时间段在指定的位置驻扎，或者在指定的时间端在指定的道路上巡逻。用文字指令不易表达，口语说明容易失真。在方案层层传递过程中易失真。将警力部署方案以闭合多边形或者矩形图元的方式，在电子地图上绘制出警力驻扎或巡逻的地理范围，并在范围数据中记录驻扎或巡逻的计划时间段，形成的具有时空限制条件的逻辑围栏。

图1 定义地理围栏

图2地理围栏属性填充

将地理围栏以任务形式指派给具体的警车。在目前的交巡警警力管理中，以警车作为一个警务小组的代指，根据不同的车型配备一定数量的民警。将警力资源和地理围栏进行关联。可准确直观地描述定时定地的警力部署要求。

通过公安计算机网络安全传递警力部署方案。警力部署方案准确可靠保密的传送是一项具有重要意义的任务，原来通过对讲机呼喊的方式容易导致信息失真，也容易泄密透露警力位置（警用对讲机频道被人监听等情况时有发生）。在本次研究中，找到通过地理围栏数字化表达警力部署方案的方法，也研究出通过公安计算机网络将部署方案进行传送的方法，以电子地图的形式使PGIS平台延伸到的用户均可授权访问。

地理围栏和传统方式表达警力方案的区别。如下表所示：

表1 各种警力方案表达模式比较

载体 制定方式 传达方式 指挥效率 口头指令调度 语言 口头部署 对讲机 中

文字指令调度 文字记录 文字描述 短信或警务通 中

纸质图纸调度 图形记录 图纸绘制 传真或人工送达 中

本课题 GIS系统 在线电脑绘制 计算机网络 高

四. 定义和处理地理事件

为了表达警力异常，定义地理事件（Geo Event）。地理事件是近年来的一个新兴的地理科学术语，它发源于时下热火朝天的移动互联网LBS、O2O领域，在这一领域中对用户的位置变化予以逻辑行为的抽象定义。本课题引入地理事件