基于GIS 技術的尋親大數(shù)據(jù)分析平臺研究*

聶圣東，劉 嫻，武帥文

（江西理工大學 土木與測繪工程學院，江西 贛州 341000）

2016年2月，今日頭條發(fā)起了“頭條尋人”公益項目。字節(jié)跳動提出“互聯(lián)網(wǎng)+”在公益事業(yè)方面所具有的效果巨大這一說法。更是提出了“信息公益”這一理念，將信息作為公益事業(yè)的起點；公益事業(yè)發(fā)起與信息，更借用信息作為載體，提高公益事業(yè)的效率與價值。只有立足于信息技術的優(yōu)勢，才能促進尋人尋親項目的實施[1]。本系統(tǒng)基于GIS 技術的尋親大數(shù)據(jù)分析方法的互聯(lián)網(wǎng)+公益尋親系統(tǒng)結合了Web 端和移動端的技術，充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)在社會資源配置中的優(yōu)化和集成作用，將互聯(lián)網(wǎng)信息技術與公益進行融合對接，介入人口失蹤問題，針對性的解決了以往尋人方式途徑單一、效率不高、尋回失蹤人口成功率較低等問題[2]。Web 端主要是實現(xiàn)尋親基礎數(shù)據(jù)的獲取、歸類、分析、可視化，記憶尋找、在線交流等功能。移動端是基于微信公眾號模式進行二次開發(fā)，主要實現(xiàn)的是尋親隨手拍、即時尋找、預警消息推送、尋找路線推送、在線交流等功能。

1 尋親大數(shù)據(jù)獲取

我們通過網(wǎng)絡爬蟲這個程序，根據(jù)既定的目標，選擇性訪問與目標相關的網(wǎng)頁鏈接，獲取有效信息。尋親數(shù)據(jù)來源于網(wǎng)絡上的傳統(tǒng)尋親網(wǎng)站，這里以“寶貝回家”為例[3]。我們使用基于.Net 的第三方類庫HtmlAgilityPack 對寶貝回家的數(shù)據(jù)進行爬取。從寶貝回家獲取的失蹤位置數(shù)據(jù)是以地址格式存儲的，我們需要將其重新編碼，使地址信息轉化為更為直觀的經(jīng)緯度坐標信息。將爬取的批量地址編碼后的數(shù)據(jù)導入ArcSDE 空間數(shù)據(jù)庫當中，并在ArcMap DeskTop 中進行展示（見圖 1）。

2 尋親大數(shù)據(jù)分析模型構建

（1）尋親大數(shù)據(jù)的時空集聚性分析。依據(jù)時間和地理位置對尋親大數(shù)據(jù)做時空集聚性分析，在地圖中構建熱力圖，分析出尋親的熱點區(qū)域。基于GIS 技術的尋親大數(shù)據(jù)分析方法采用heatmap.js 進行實時熱點圖的構建，heatmap.js 可以使用canvas 畫出來一張漂亮的heatmap。

圖1 算法流程圖

（2）時空關系的尋親大數(shù)據(jù)關聯(lián)分析方法。對從尋親網(wǎng)絡中獲取的尋親數(shù)據(jù)進行分析，對尋親雙方信息中的基本信息、時間、空間、特征、進行算法匹配，再通過記憶地圖匹配推薦出相似的尋找人，其算法流程如圖2 所示。

a.初級匹配，首先處理尋親大數(shù)據(jù)中的基本信息，通過信息與描述相比較，進行篩選。

b.權重匹配，對失蹤地點、籍貫、特征關鍵詞進行權重匹配。利用GIS 技術，通過對輸入的信息與系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進行匹配，距離與權重成正相關。然后再通過對特征關鍵詞進行檢索，再與系統(tǒng)中的詞庫進行對比，關鍵詞的出現(xiàn)頻率的高低決定權重大小。

c.記憶匹配，尋親的父母可以將孩子丟失的時間信息與空間信息數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)中來，然后系統(tǒng)會進行信息的自動比對，然后通過初級匹配和權重匹配，系統(tǒng)會推薦一份相似度較高的列表可供用戶查看尋找。

（3）尋親大數(shù)據(jù)影像識別方法。系統(tǒng)中搜集了數(shù)十萬張尋親照片，我們通過影像識別技術對尋親大數(shù)據(jù)中的照片做智能匹配，推薦出相似度較高的圖片。使用的人臉識別系統(tǒng)是由Face++提供的，該系統(tǒng)通過提取圖片的面部特征，包括面部表情、年齡、性別、眼睛、鼻子等在臉部的位置信息，然后上傳至服務器，然后服務器會把這些面部特征以及標識通過json 數(shù)據(jù)響應，與尋親父母提供的照片相比對，相識度達到一定高度即認為是同一人。

（4）即時尋親最優(yōu)尋找路徑推薦。為了在web 端實現(xiàn)即時尋找路線推薦這一功能，我們使用ArcGIS Server 發(fā)布復雜的空間運算模型，對服務區(qū)路網(wǎng)進行分析，以章貢區(qū)路網(wǎng)為例，將其路網(wǎng)的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)集作為基礎，以兒童的失蹤時間為判定條件，分析出在黃金救援時間內(nèi)以步行、騎行、開車能到達的位置，然后再將分析所得的路線結果推送給該服務區(qū)內(nèi)的志愿者，讓其加入即時尋親。

3 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

系統(tǒng)主要實現(xiàn)了如下功能：

（1）家尋寶貝。系統(tǒng)中使用的人臉識別系統(tǒng)是由Face++提供的，使用關鍵點檢測技術，精準定位人臉的大小、特點、表情等特征，可以自動識別出照片中的人臉身份[4]。通過1：N 人臉識別技術，可以實現(xiàn)尋親過程中的照片識別。并建立大數(shù)據(jù)平臺，尋親父母和被拐兒童都可以根據(jù)自己的記憶信息在系統(tǒng)中根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行時空關系匹配，得到結果列表，有助于被拐多年的人員找到親人。

（2）微信即時尋親。該功能主要利用微信公眾號的形式，在微信公眾號中設置了尋親指南、即時尋親、關于我們等三個功能欄。涵蓋了防范措施、尋親技巧、找回故事等常規(guī)公益網(wǎng)站的宣傳內(nèi)容以及基于GIS 技術的家長和志愿者的即時尋親功能。

（3）后臺管理。即時尋親監(jiān)控平臺是對微信端的即時尋親的家長和志愿者的監(jiān)控，這里是以贛州市章貢區(qū)為例進行分析監(jiān)控，右側區(qū)域依次有預警區(qū)域、查看志愿者、查看信箱、解除預警功能。

圖2 記憶尋親算法流程圖

4 結束語

繼電影《親愛的》之后，由劉德華主演的電影《失孤》再度喚起人們對打拐問題的關注，一個兒童丟了，就是一個家庭崩塌的開始，再加上傳統(tǒng)的尋親社會關注度低，尋親渠道少，群眾參與度不高等問題，極大地降低了尋回丟失兒童的幾率[5]。本系統(tǒng)是基于互聯(lián)網(wǎng)+GIS 技術的公益尋親系統(tǒng)，以智能手機為主要平臺，通過網(wǎng)絡爬蟲獲取當前網(wǎng)絡上失蹤和尋找信息，并采用地理信息空間技術對這些數(shù)據(jù)進行可視化管理，構建失蹤人員的時空數(shù)據(jù)庫，在此基礎上，建立基于時空關系的失蹤與找尋匹配模型，提高匹配的精準性。未來，還可以嘗試利用大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術對公益開展更深層次的改造，共同構建一個和諧、美好、充滿愛心的社會。