基于GIS的智慧校園監控系統

◆馬富達 鄭　輝 周曉敏

基于GIS的智慧校園監控系統

◆馬富達 鄭輝 周曉敏

（西南民族大學計算機科學與技術學院 四川 610041）

網絡地理信息系統已然成為當前GIS技術熱點，本文探討在智慧校園視頻監控系統中的WebGIS技術應用。包括采集點建立、采集點通信連接、采集點管理、實時監控等多方面的應用，為用戶提供空間性的視頻監控信息監控快速調取實時圖像功能。研究以數據服務器以及Web服務器的建立為基礎，以校園WebGIS數據庫建立校園三維地圖。

WebGIS；智慧校園；Supermap IS；Java EE；Javascript

0 引言

教育對社會的發展至關重要，社會對學校能否保持正常的教學秩序非常關注。智慧校園逐漸成為當前學校發展的必然趨勢。實現智慧化校園，以推動信息現代化。

基于實景校園的三維地圖為管控場景，有利于學校管理人員在三維角度上實景查看校園內的全貌；基于地理位置的智慧校園的視頻監控，有利于學校管理人員實時查看校園內各處的視頻內容，便于學校管理人員加強學校安全力度。

將網絡技術以及GIS技術有機結合，集成GIS的功能，并通過網站作為載體提供可視化視窗界面，并且通過簡單的操作，就可以實現。基于GIS的智慧校園視頻監控系統項目就此誕生了[1]。

1 WebGIS概述

1.1 WebGIS的定義

WebGIS即GIS+萬維網，是GIS的一種廣域網環境應用，目的是實現控件信息網絡化。通過萬維網使其演變成一種大眾的信息工具，從任意網絡邊緣節點都可瀏覽分布各式的、具有超媒體特性的地理空間數據及屬性數據，進行地理空間分析、查詢，以及智能輔助方案。其不僅提供給用戶矢量化空間信息，還有遙感影像、動態視頻、文字說明等多種信息。

1.2 WebGIS的特點

與傳統的地理信息系統比較，萬維網地理信息系統具有四個特點：更廣泛的客戶訪問范圍、客戶端平臺獨立性、更簡單的操作、平衡高效的計算負載[2]。

2 設計思路

通過使用WebGIS軟件的平臺和主要的構造法比較，選用Supermap IS 9.0.7127.10216[3]作為WebGIS Server；Tomcat 9.0作為Web服務平臺；Microsoft SQL Server 2008 R2作為空間信息和屬性信息數據庫；使用Java EE結合JavaScript、HTML等語言進行系統開發。

3 技術分析

3.1 地圖數據部分

針對地圖部分，通過無人機采集了南充市某一所高校的碎片化地理信息數據。通過Context Capture[4]軟件將無人機采集的JPG類型的文件進行處理，生成帶有地理信息數據的OSGB格式的傾斜攝影模型。

3.2 數據庫部分

數據庫分為兩個部分。其一為“客戶端”部分，用于登錄部分的用戶信息，相關權限管理以及視頻流傳輸部分數據的存儲。以“id”作為數據庫用戶信息表的主鍵索引。其二為“地理數據地圖”部分，以空間數據、屬性數據為主。空間數據通過Supermap iDesktop 8C直接生成，每一個數據集都將保存為一個表存放在數據庫中，屬性數據則主要由信息數據、信息點數據、探頭數據構成。其中信息數據為關鍵數據，它記錄了信息點在空間中的位置以及相關的信息。

3.3 建筑單體化

在Supermap iDesktop 8C中，WebGL客戶端“模型單體化”菜單下，傾斜攝影數據處選擇傾斜攝影配置文件，同時設置生成單體的目標路徑，通過WebGL客戶端“生成S3M數據”菜單，生成S3M數據的目標路徑。將生成的S3M文件以及加載緩存文件結合便可實現建筑單體化效果。

3.4 可視化界面部分

可視化界面主要是由Java EE編寫的JSP形式的動態網站，并且使用JavaScript將所有的地圖接口調用方法實現，數據庫部分則是利用JSP后端功能連接。在編譯難度上，由于大部分的地圖操作方式都是借用WebGIS軟件Supermap上的方法，使得開發周期縮短，主要難度偏向于用戶管理的部分，以及與數據庫的交互部分。

在前端界面上，實現了三維地圖中建筑的“測距，測高度，測面積”的功能。每個功能按鈕綁定一個click觸發函數，如測距函數：new Cesium.MeasureHandler(viewer,Cesium.Mea- sureMode.Distance,clampMode)。通過監聽handlerDis. measureEvt.addtListener（）函數的觸發，從而調用數學的計算方法去計算距離/面積/高度。并且通過handlerDis.activeEvt.addEventListener（）監聽獲取觸發器的狀態函數來處理界面顯示所需處理的問題。

3.5 監控部分

實現監控部分的物理設備選用的是海康威視的監控探頭，并且通過其公司提供的SDK[5]實現我們所需要的所有功能，以及高速的圖像傳輸、存儲。并且支持1項行為分析，3項異常偵測（網絡異常、設備異常、監控異常），1項統計功能。并且具有斷網續傳功能保證錄像不丟失，配合Smart NVR/SD卡實現事件錄像的智能后檢索、分析和濃縮播放。

3.6 后端整體建設

后端整體采用企業級SSH（Spring4.0 + Struts2 + Hibernate）框架進行部署，輕量化數據庫組件以及整合頁面設計，可以輕松部署，分體維護，分體開發，便于后期工程師進行維護以及再開發。

4 技術關鍵點

4.1 目標定位功能實現

在系統中，定位函數為MapSeek（strLayer，strID，strMode，objStyle，dScale）函數，該函數第一個參數，為目標的圖層；第二參數為所期望訪問的目標構成空間對象的ID；第三參數則標記了對象的高亮風格；第四參數為定位用的比例尺（它的參數為零時，保持比例尺不變，即是參數為零時不起作用）。該函數缺少元素，不能進行詳細的定位，所以追加定義Position（Map，Layer，Smid，mapscale）函數[6]，其函數屬性分別為地圖名稱、圖層名稱、空間對象的SMID，定位比例尺。該函數直接對指定位置和地圖是否發生了變更，若找到了指定的信息點，則利用MapSeek函數對目標進行定位，并且通過內嵌的新窗口實現定位。

4.2 空間數據與屬性數據的關聯

由于空間數據以及屬性數據的分離存放，最終需要通過SQL語句將其關聯起來，能讓空間數據獲取到需要的屬性信息。因此，專門設置了Info表單，通過其中的“smid”字段進行關聯，利用Java EE新建視圖并查詢關聯表的信息，就可將兩張表進行關聯。

5 總結

智慧化生活離我們日常生活越來越近，以基于地理信息技術的視頻監控平臺來實現智慧化校園，可以極大地解決校園中安全監視的問題。此后，在此基礎上進行的二次開發也將會有較大的市場。校園地圖的漫游、查看教室的使用情況以及教師對上課率的查看等等，都將提供便利。智慧化校園，必將是未來校園演變的重要組成部分。

[1]宋金玲，肖寒，盛業華.GIS在數字校園中的應用[J].北京測繪，2002.

[2]中國科學院地理信息產業發展中心，http://www.supermap.com.cn.

[3]北京超圖地理信息技術有限公司.開發SuperMap IS.背景超圖地理信息技術有限公司.

[4]Bentley提供技術與服務的支持使用 https://www.bentley.com/zh/products/brands/contextcapture.

[5]海康威視公司技術與服務支持及相關知識庫. http://www.hikvision.com/cn/support_list_54.html.

[6]唐豐.校園Web GIS開發與實踐[J].徐州師范大學城市與環境學院.

西南民族大學國家級創新項目——《基于GIS的智慧校園監控系統》（項目編號：201810656082）。