基于GML三维地理信息系统在公安业务中应用

摘要：目前公安已建成了多个基于二维地理信息系统业务的应用管理系统，如实有人口信息管理系统、应急联动系统、社会治安反恐系统等，然而二维在表现形式上缺失了三维空间信息。主要研究基于GML（Geography Markup Language）三维地理空间数据在公安业务实践中应用，同时也阐述如何得出三维空间相关数据和主要的技术，同时结合公安部门业务实践所需对其功能设计及其特点进行介绍。

关键词：公安；二维地理信息系统；三维空间信息；GML；空间数据

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）19-4535-04

1 概述

当前科学技术迅速发展，很多先进的技术被应用到我们的工作当做，提高了我们的工作生产效率。在公安系统中，地理信息系统就得到了越来越普遍的应用，并发挥出关键的功效。在公安业务的开展中，地理信息系统多被应用于指挥工作的开展以及巡逻任务的完成，除此之外，刑事案件侦破，人口调查，治安管理，维持交通、警署保卫工作以及反对恐怖组织等工作也对地理信息系统有了越来越多的需要，通过将这些工作开展的相关讯息附加在该系统中，能够提升公安部门的工作效率以及工作所取得的效果[1]。传统的警用地理信息系统都是建立在二维平面矢量地图和影像地图的基础上，已经越来越不能满足公安系统的信息化的要求。这是由于二维地理信息系统从根本上来说是作用在抽象符号基础上的，它本身有着不易改变的不足，无法带给人们真实的感觉[2]。二维地理信息系统把周边的生活环境及一切事物都通过抽象符号转换成简易的二维模式，这样一来它一定是无法满足三维事物的展现需求。而三维地理信息系统对真实环境的体现更加的写实，更加可以带给我们真正的感官体验，它通过立体的形式为我们带来现实的三维空间，更加有利于工作的开展[3]。三维警用地理信息管理系统（3DPGgis）是在计算机上实现三维地理信息与人口、场所、案事件等公安业务数据库信息有机结合的管理系统。

2 研究主要内容及关键技术

2.1研究主要内容

研究如何将APl技术应用到系统当中，选择B/S的架构方式构造公安三维地理信息系统。使得这种系统可以将实际的环境通过三维的形式更加生动写实的展示出来，且将所得信息输入合并到之前的二维系统内，同时结合公安业务开展的实际需要进行新功能的研发。

2.2关键技术

2.2.1三维地形数据集构成

通常情况下，三维地形数据集是指包含数字高程模型（DEM）的地形数据集。3DMAX中的三维地形数据集是一种融合遥感影像、数字高程模型以及各种矢量地图的数据集，是进行三维场景浏览的基础数据，需要利用ArcGis系列软件中的TB软件来创建。TB是创建可在产品中TE Pr0显示的带精确地理坐标、具有照片实景效果的三维地形数据集（*.mpt）的软件。该软件能够实现不同分辨率、不同格式的遥感影像、数字高程模型以及各种矢量地理数据的融合与叠加，迅速方便地创建海量三维地形数据集[4]。利用TB创建三维地形数据集的流程图如图1所示：

新建工程影像融合生成影像金字塔影像预处理生成三维地形数据三维地形构建流程ARCGIS。

ArcGis产品中的TG是用于网络发布三维地形数据（*.mpt或*.tbp）的软件，为地形可视化提供了一种强大的网络数据服务器技术。即使在低带宽的情况下也能够进行最优化，实时传送3D地理地形数据，支持同时向多客户传送三维地球数据。通过TE Pr0与其连接，TG能够实现将具有地理坐标的三维地形数据集发布在基于网络的应用程序中[5]。同时，TG是基于网络无缝可变带宽的，不受连通性的中断而影响。当地形数据以低分辨率被用户所接收，用户就能够开始进行三维显示，而不用等到所有的数据集都传输完毕。这项技术的突破为用户展示了无缝的三维图像[6]。

2.2.2三维建筑模型优化处理

LOD是被应用在三维模型当中的一种先进的技术，它能够在保持三维影像质量不受改变的情况下，将一些无关的景物进行排查忽略，这样一来三维影像所显示的画面更加简洁，能够有效提升绘制算法的开展效率。这一项技术能够针对一个事物构造很多模型，这些模型精细程度不同，结合起来观察能够得到更好的效果。在远距离观察一个事物的时候，就选择构造精细程度比较低的模型来开展下一步的绘制工作；在近距离观察一个事物的时候，就选择构造精细度程度比较高的模型来开展下一步的绘制工作。

很明显，通过该项技术在系统当中的应用可以更好的精简复杂的场景。这样不仅可以确保原有的场景质量不受改变，同时还可以提升场景的绘制速率，使得地理信息系统的实时性得到完善[7-8]。

3 系统功能概述

3.1三维地图操作模块

该模块中主要提供地图的显示控制操作（如图层的显示控制、地图的缩放等），地图量算、二三维地图切换等功能。

3.2三口一房管理模块

三口一房管理主要指对常住人口、暂住人口、重点对象和出租房屋户的管理。数据信息实时自动比对进入虚拟房间，可通过平台地图逐级进入“房间”，房间内的人口分别以常口、暂口、人户分离、重点高危对象和出租房屋户等不同类型显示，实现了“以图管房”、“以房管人”和“以房找人”。

3.3警力部署模块

在三维地图上可以清晰看到派出所、警务室、卡口查报站的分布，在浏览网站时，可以明确区警力部署；网吧、旅馆及重点部位的标注。

系统给出了派出所精确的三维地理信息，用于标志所管辖的区域及联系方式。对于公众而言，可以快速找到本区域所管辖派出所，给老百姓带来及大的方便。同时一旦出现突发事件给相关部门决策带来极大的方便，提供大量空间数据信息，这是二维地理信息系统无法比拟的。

3.4预案模块

采用GIS技术综合案件发展的时序特征和空间变化特征，制作案件动态演变预案，对于作战指挥起到辅佐作用如：进攻路线，警车，控制区，消防设备，疏散路线……等等。

3.5警情分析模块

警情分析用来对接到的报警信息进行分析，主要功能包括：阶段报警数量专题分析；警情类别分析；警情“三高”（高发案时间、高发案地区、高发案类型）分析；警力投向与刑事发案对比叠加分析；按派出所辖区统计；按案发时间统计等功能。

3.6后台模块化管理

后台管理维护模块主要是为管理人员提供系统维护和管理上的支持。主要功能包括对系统用户的管理、地图平台的维护、数据更新管理、系统日志管理、性能监控和数据的备份及还原等。

除此以外，API 接口开放和系统二次开发系统开放主要的API 接口，便于三维警用地理信息系统后期的二次开发和扩展。由于目前社会经济和公安业务飞速发展，因此要求系统应具有良好的动态性与可扩展性，通过开放API 接口，进行二次来发，并能够依据实际工作情况作一定程度的动态修改、扩充和调整，并保证调整前后应用过渡的平稳性，能以零编码实现扩展[9]。

API 是一组作为应用程序呼叫某个功能与服务的函数。程序设计师可依据API 函数撰写程序，让操作系统或某个程序激活某个程序以执行特定的功能，本系统开放基于Web 浏览器的API 接口。采用通用的JavaScript 脚本函数接口，方便进行基于三维地图的二次开发，预留接口与其他系统结合，如：三台合一系统、GPS系统等。

4 系统特点

4.1核心价值

1）以图强基：加强了基层民警对管理对象的信息掌握度，实现了公安基础工作可视化管理。

2）以图指挥：以更科学、更直观的方式指挥警力调度，辅助领导决策。

3）以图预警：通过对案（事）件的时间和空间分析，判断案情的发展趋势，科学制定工作措施，指导基层打防控。

4）以图作战：直观的三维地图上实现警力资源的最佳配置和部署，制作更灵活、更直观、更准确的作战方案。

5）以图预案：利用三维电子地图制定重大活动保卫预案以及对重要警卫线路进行管理。

4.2平台共享

三维警用地理信息系统在开始设计的时候，就是一个通用的、共享的系统，可以服务于公共安全的其他部门，减少资源浪费，避免重复建设。

5 结论

三维警用地理信息系统作为集实有人口管理、场所管理、案（事）件管理、指挥调度、监控管理、机构辖区管理和公共资源管理等多种功能于一身的信息化高科技载体，将在不断开发应用中日趋完善、成熟，在实践中不断丰富“基础信息化、信息基础化”的深刻内涵，真正实现在情报信息主导下公安基层基础工作的新跨越。

参考文献：

[1] 邬伦，刘瑜.地理信息系统—原理、方法和应用[M].北京：科学出版社，2001：34-53.

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[5] 张舒，李家龙，李鹏，郭慧莉.基于B/S构架统一的警用地理信息更新与服务体系[[J].中国人民公安大学学报（自然科学版），2005（3）：90-93.

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[7] 张帆，史琼芳，达汉桥.Creator应用于虚拟城市三维建模的关键技术与实践[J].测绘工程，2005（1）.

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