GIS和安防的整合最初見于RFID、GPS或者無線定位應用。無論是RFID還是無線定位,其基礎模式就是把攜帶無線終端的人、車或者其它物體的位置信息展現(xiàn)出來,當然,展現(xiàn)位置最好的方法就是把位置展現(xiàn)在地圖上,此時GIS系統(tǒng)理所當然地體現(xiàn)出其獨有的優(yōu)勢,成為了這些定位應用的基礎平臺。最為典型的就是車輛定位管理系統(tǒng),利用GPS定位信息和GIS地圖進行整合,整個車隊的位置信息可以一覽無余地展現(xiàn)在眼前。
當安防遇見GIS
如果說定位類安防應用和GIS的整合還屬于顯而易見,那么視頻監(jiān)控和GIS的整合就顯得不那么直接了。視頻監(jiān)控和GIS的整合從功能上講有兩類,一類是當前較為常見的把攝像機的位置信息標定在地圖上,以便于快速地選擇攝像機。這類應用往往在城市監(jiān)控類大型CCTV系統(tǒng)上優(yōu)勢較為突出,上海市的城市監(jiān)控網(wǎng)絡在上世紀90年代末就已經(jīng)開始利用這類技術提升管理效率,但是這類GIS或者類GIS應用尚不能真正體現(xiàn)GIS的數(shù)字化特性。
真正體現(xiàn)GIS數(shù)字化定量監(jiān)控效力的是第二類應用,就是把云臺的PTZ動作和GIS地圖進行整合。眾所周知,常見的攝像機PTZ動作都只能指揮攝像機向上、下、左、右旋轉,或者拉近、推遠,但是如果仔細研究PELCO-D的擴展協(xié)議就不難發(fā)現(xiàn),在協(xié)議中還具有向左旋轉多少度,向下俯視多少度的指令。有了這個指令協(xié)議你就不難想象如何和GIS發(fā)生“聚變”的反應了。將支持PELCO-D(或者類似協(xié)議的)PTZ攝像機和GIS進行整合,那么對于目標的定位監(jiān)控已經(jīng)完全可以脫離預置位或者人工定位的“定性”管理范疇,操作者完全可以通過在地圖上選擇一個目標,然后通過GIS系統(tǒng)計算出和攝像機間的夾角和距離,那么通過調(diào)用絕對定位的指令協(xié)議就可以一次性定位目標,實現(xiàn)目標的精確視頻監(jiān)控,把人工“定性”操作過程簡化為一個“精確定位,瞬間到達”的“定量”過程。事實上早在本世紀初上海市政府的某些部門中就已經(jīng)有了此類應用的多個成功案例。
在PELCO-D的擴展協(xié)議中,水平的角度分解可以精確到36000等分,也就是說一個圓周的精度可以達到0.01度(圖1)。也許有人會問0.01度的精確位置是否對監(jiān)控有價值呢?的確,如果監(jiān)控的范圍是幾十米,一百多米,有否這個必要的確值得商榷,但是如果監(jiān)控擴展到10km呢?以一個1100mm鏡頭配合1/3”CCD攝像機為例,其水平像場是0.25度(水平像場寬43m),0.01度的誤差,在10km外的線誤差是1.8m,如果目標在邊緣,那么完全可能喪失目標。設想如果基于傳統(tǒng)的“定性”監(jiān)控方式,手動轉動云臺攝像機,實際上是根本不可能達到0.01度那么精確,只需要1度的誤差,前端174m的偏離即使目標是一棟房子也足以丟失目標。在如此嚴苛的條件下,只有基于GIS的精確計算再配合具有絕對定位功能的云臺攝像機進行“定量”的監(jiān)控,才能真正捕捉到目標,實際上這種功能在超長距監(jiān)控中具有極高的應用價值。當前除了Pelco系列的云臺和Honeywell ACUIX系列的攝像機支持擴展的PELCO-D絕對定位協(xié)議外,更有一些日系的云臺攝像機廠商,如日本肯高,更提供了達到0.001度甚至更高的定位精度,而這些優(yōu)秀的特性只有在基于GIS為基礎的“定量”監(jiān)控應用中才能發(fā)揮真正的效力,而正是這種“定量”的安防應用,才使安防行業(yè)看得更遠,看得更好。
“大安防”& GIS
如果向更深層次發(fā)展,當前廣泛被討論的“大安防”應用模式更是離不開GIS的基礎平臺。所謂大安防的解決方案實際是把定位應用、報警應用、視頻應用等多技術門類綜合在一起以實現(xiàn)一個特定的用戶需求。以某品牌的RVS雷達周界為例,利用雷達對目標定位并實時提供入侵者目標地理位置的特性實現(xiàn)視頻攝像機追蹤復核并報警的管理目標。這是一種典型的多技術應用,其中雷達作為一個可提供“定量”信息的設備,把入侵者從入侵前到入侵后的軌跡以位置點的信息提供給計算機系統(tǒng),而計算機系統(tǒng)則需要通過“一種特定的技術手段”把這個位置信息“翻譯”為云臺攝像機所能識別的角度和距離信息,而云臺攝像機則是根據(jù)它所能識別的角度和距離信息不斷地精確調(diào)整所看的位置才能以連續(xù)的形態(tài)追蹤到入侵者,從而給安防管理人員以判斷和處理的依據(jù)。而這個“特定的技術手段”實際就是GIS,其把雷達提供的入侵者的位置“翻譯”為一個地理坐標,并通過計算形成攝像機所能識別的角度信息,實現(xiàn)攝像機始終地追蹤該目標??梢奟VS這種把周界管理從“線”擴展到“面”并提供事前、事中和事后判斷的能力其基礎在于GIS。
誕生至今,安防已經(jīng)從純?nèi)蹼姂米呦驍?shù)字化應用,可以預見,在未來的5-10年內(nèi),安防應用將完全擺脫傳統(tǒng)弱電的形態(tài)而形成一種以IT技術為主導的全數(shù)字化的工程門類。IT技術中的大量概念和技術會不斷地滲透入安防應用,無論是基于圖像的數(shù)字處理還是基于位置的GIS管理,都將是安防領域一項重要技術手段,IT應用中“數(shù)字”、“定量”的概念將逐步改變安防的基礎理念,“定量”會使安防變得更加精確和快捷,而其中位置的“定量”應用無疑就是GIS,地理信息系統(tǒng)。