地理信息系统(Geographic Information System)，经过40年的发展，到今天，GIS系统已经逐渐成为一门相当成熟的技术，并被广泛应用于公安、环保、交通、物流、电力、国土、规划等和空间位置有关的任何行业。

　　通过对安防历史的了解，不难发现GIS系统与视频监控的关系源远流长，早在1998年公安部提出建设“金盾工程”，警用地理信息系统的建设便带动了安防行业对GIS的兴趣。而近几年，安防监控项目逐步扩大，随着数字化技术在安防领域运用的不断深化，GIS系统与安防监控的关系已越加密切。据金三立视频科技(深圳)有限公司售前工程师王奇介绍：“监控系统与GIS系统有着天然的联系，GIS系统嵌入监控平台并不是现在的创新。在模拟系统中早就有引入位图用于标注各个监控点，通过地图，监控人员可以更直观地了解各监控点的位置，快速找到监控点。”

　　但安防行业的发展异常迅速，各行业对监控领域的要求更加精确化，绝非简单的GIS应用所能满足需求，金三立王奇进一步解释道：“GIS独特的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索和复杂的查询功能、强大的图形处理和表达、空间模拟和空间决策支持等，可产生常规方法难以获得的重要信息。因此监控系统与GIS系统的融合自然水到渠成。”

　　GIS系统得天独厚

　　GIS系统是以测绘、测量为基础，以数据库为数据源，依托计算机编程为平台的全球空间分析即时技术，其运用系统工程和信息科学理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的数据，提供管理、决策等所需的信息;是综合处理和分析包括人员、数据、硬件、软件和过程在内的地理空间数据的技术系统，其涵盖了测绘、地图、地理、数学、信息科学、心理、气象、地球物理、水文等学科，可实现数据采集与编辑、属性数据编辑与分析、制图、空间数据库管理、空间分析等五大类型的基本功能。在视频监控大面积的应用中，摄像机只负责图像捕抓，不具备直观的位置标定动能，缺乏准确的定位方法和功能实现，而GIS的出现，正好弥补了监控点查找的盲目性。

　　联动成就监控

　　目前，GIS系统在监控系统中的应用，仍主要起到辅助作用，即利用GIS系统的成熟技术，通过接口将其嵌入到监控系统中，是监控系统的一个组成部分。

　　在监控平台中， GIS系统与视频监控系统联动是基于GIS技术和视频监控技术，把视频信息在GIS系统界面上直观显示，把视频监控系统中得到的结果，如定位信息、流量信息等在GIS系统中进行标注，使用户更加方便快捷地了解各视频监控点状态。为此要在GIS基础地理信息平台上进行深入的开发，为平台提供距离量测、基本信息查询，数据采集管理、地理信息服务、外部业务接口等功能。联动过程中，“首先需要将监控设备的信息空间化，这是保证系统能够正确运行的数据基础。然后在具体应用上，将传统的监控设备的操作GIS化，如查找设备、查看视频、查看告警、告警联动等。” 深圳中兴力维技术有限公司系统开发工程师盛潋如是介绍，“由于GIS的基础是地图数据，因此最终要的是将监控系统中的设备GIS化，在此过程中，需要将地图数据中的特定属性字段与设备ID关联， 因此它的核心技术就是将监控设备的信息空间化，并在GIS系统中呈现。”

　　要做到GIS系统和视频监控系统的联动，需要有以下几点支持。首先，要根据实际需求，确定GIS系统基础底图 (包括坐标系统、地图范围、比例尺、显示样式等);其次，要按照基础底图的坐标系统在视频监控系统中触发联动要素，如监控设备、目标等按照一定的规范符号化为地图要素;最后，需要根据项目需求和预算确定使用的GIS基础平台。

　　集成后的软件系统主要由三层组成：GIS模块、视频模块、用户管理模块。即首先GIS模块与SQL数据库进行信息交互，这个交互主要是视频点ID的存储和读取，是视频和GIS交互的关键步骤之一;其次是视频模块与SQL数据库的信息交互，这个交互主要是视频通道ID的存储和读取，是视频和GIS交互的关键步骤之二;再次是用户管理模块与SQL数据库交互，这个交互主要完成了一般系统都需要的数据库信息的存取，如用户信息、日志等。

　　GIS系统与视频监控联动的最终目的就是可以实现视频与空间位置的关联，实际应用中，涉及GIS应用的监控应用的实现方式，深圳市超视科技有限公司高级工程师陈虎认为主要可以分为两种：首先是将监控设备、控制节点、监控目标纳入GIS地图管理，通过GIS客户端插件调用GIS平台的基础地图功能，实现从地图调看视频、从视频监控系统调出地图的双向操作;另外一种，监控中心管理和跟踪监控带有移动GPS终端的目标，实现对移动目标的实时定位、动作判别、路径规划、路径回放等,根据动作分析报警，自动调出目标设备视频，根据视频设备报警定位设备等。

　　与其它系统的联动一样，GIS系统与视频监控系统的联动，也需要接口的匹配才能实现无缝融合。庆幸的是，GIS系统作为一个成熟的技术，已不存在服务接口的标准化问题，浙江大华技术股份有限公司产品经理陈勇介绍到：“(关于GIS系统)出台了许多国际标准，对接口和功能进行了详细的定义。大多数情况下，监控平台使用这些接口已经绰绰有余，完全没有必要再去自行定义，以OGC(开放地理信息协会)制定的接口为例，它提供了WebService、SOAP、REST等多种接口，交换格式则选用XML、GML、JSON等成熟格式，用户可以根据自己的需要进行选择。当然，像ArcGIS这样的重量级软件，还提供性能更高的企业标准接口。此外，还有谷歌、Mapbar、天地图等在线地图可以利用。”

　　应用随“新”而动

　　GIS技术经过这么多年的发展，逐渐从单一功能向管理/分析的复杂应用、从位图显示向矢量图/多维空间的多样化地图等方向发展，已经形成一套多维、多层级、智能化的实用型技术系统。

　　虽然说GIS系统的技术水平已经臻于完善，但在安防行业的GIS系统应用却仍处于成长阶段，存在很多未知的应用需求，因而GIS系统也在针对安防监控技术及应用的变化中不断做出调整和改进。

　　多维GIS

　　公安、交通、金融、电力、石化和军队等行业应用无一例外都很关心监控要素的位置和时间信息，都需要直观的具有时态性的定位服务。但“目前有不少监控平台提供的电子地图功能，都是基于图片的，仅仅能定位预先标定的目标、渲染方式也很有限、地图无法支持无级缩放，无法方便地按照要素的全球经纬度进行精确定位，这种图片式电子地图完全无法支撑与周边环境底图有关的任何应用。”深圳超视陈虎指出。因此对多维的、多层级的矢量地图/位图综合应用的GIS系统的引入就越发显得重要。

　　目前，多维的GIS系统，除了朝矢量化、多层级发展外，还引入了具有更直观感的俯冲视角的卫星电子地图。高清卫星电子地图，可以是二维的，也可以是三维的。虽说高清卫星电子地图与其它地图形式一样，本质上仍是电子地图，但区别就在于，高清卫星电子地图更具有全局性，而其应用的目的不在于事后补救，而是可以实现更多的应用功能，竭力往事态发展分析方向努力，意在实现事件未知形态的分析和判断。采用高清卫星电子地图的GIS系统，轨迹跟踪更实时和全程。据上海安维尔信息科技有限公司CEO范柘介绍，高清卫星图GIS系统的轨迹跟踪需要两大关键技术支持，一是“摄像机握手技术”：该技术必须要以智能分析技术为基础，智能分析系统在该应用中发挥发掘目标元素的作用，如目标颜色、特征等，然后提取不同视角、不同光照条件、不同摄像机敏感度情况下几乎不会发生改变的元素，达到不同摄像机之间对同一目标进行匹配的目的;二是“动态平台跟踪技术”：与固定摄像机相比，该技术的难点在于云台是运动的，背景也有可能是静止(相对运动)或是运动的，由于没有背景模型的支撑，在云台摄像机上保持对目标的跟踪难度大大增加，在这部分新的应用中，还需技术的加强。

　　在多维GIS系统的支持下，视频监控系统的功能可以得到很大的提升。例如，用于各种监控系统，可以实现报警信号的定位，可视化显示;用于智能交通，利用网络分析可实现路径查找、规划，利用缓冲区分析、叠加分析可实现车辆的路径偏移、越界报警，利用时态性，可以实现路径回放，利用距离测量实现车辆里程统计等;用于公安，利用空间查询可迅速定位报警目标，图形绘制、分析功能可为应急指挥提供态势推演、辅助决策支持等。[nextpage]

　　云GIS

　　深圳中兴力维盛潋说道：“根据现网运行平台的调研和实地考查，目前还没有形成一整套的GIS信息应用系统，公安行业的三台合一中各个系统相对比较独立，系统间数据共享、以及与GIS视频监控平台的融合需要业内人士统筹安排。”

　　随着云计算的兴起，行业提出了建立云GIS的设想，即将云计算的各种特征用于支撑地理空间信息的各要素，包括建模、存储、处理等等，其实质就是GIS资源的共享，由第三方创建和管理GIS系统资源，用户需要时调取即可，从而改变用户传统的GIS应用方法和建设模式，以一种更加友好的方式，高效率、低成本地使用地理信息资源。同时GIS系统又是一个广泛应用的系统，云GIS的建立，将为安防、金融、物流、行政、执法等广泛业务需求提供包括空间分析在内的强大的云服务。

　　移动GIS

　　伴随手机、平板电脑等移动终端平台的广泛应用，继桌面GIS、WEBGIS之后，移动GIS成为又一新的技术热点，结合GPS定位等技术，使移动GIS成为移动办公系统的核心。

　　多样技术结合

　　通过上面的介绍，不难发现，其实GIS系统并不是独立工作的，它需要建立在平台的基础上，能与GPS定位系统、RFID感应系统、门禁控制系统等多种传感器系统结合。因此上海安维尔范柘认为，GIS平台对于用户接受是最自然的;对于用户业务流程、业务逻辑来说，也是最容易切入的;故而将GIS作为一个多传感器融合的大平台界面是最合适不过了。

　　此外，GIS系统与摄像机的地理空间匹配、信号源判断及匹配等业务应用还需要用到智能分析功能。上海安维尔范柘说道：“视频监控点位多，信息量大，这是视频监控最大的瓶颈。最终目的是如何把有效信息直观、简单地交给用户，从海量信息到最终目的之间需要做什么呢?第一个就是智能分析!对大量的信息进行过滤;其次是把分析的结果进行有效呈现，即依靠GIS框架，这样才能将有效信息直观、简单地呈现给用户。”

　　对GIS系统在安防监控中的重要作用，天津天地伟业数码科技有限公司监控平台产品经理邓晔也深有同感，他介绍说，GIS系统如与城市交通指挥相结合，通过智能化视频监控技术统计出车流量，并在GIS系统上对相应路段进行标注，快速疏通交通;通过判断出黑牌车、套牌车等信息，并且通过多个监控设备的判断在地图上描绘出该车的行驶路线，对于违法车辆的堵截起到重大作用;与森林防火监控系统相结合，按图层分层的方式显示出林区全景、局部场景、林木分布、林区防火设施、林区道路、水源等地理信息，一旦烟火自动识别模块判断出图像上有疑似火点，立即自动发出报警、通知监测人员，同时在GIS地图上进行火情自动跟踪和交互确认，如果确认火情，发出正式的林火报警信息等。这些功能的实现，都离不开智能分析系统的支持。

　　GIS：存在即改变

　　将GIS嵌入视频监控系统后，对监控的应用模式所带来的改变是显而易见的。先不说GIS系统与视频监控联动时技术上的改变，单就应用上，即有如下影响。

　　首先是对监控模式的改变。天地伟业邓晔介绍到：“通过GIS系统，可以把前端监控设备的具体位置在地图上标注，并可在GIS系统上能直接观看视频，更加直观地了解监控位置的实时情况，这为事件发生时的应急联动提供了更有效的支持，将传统的以视频预览为主的监控巡视模式向以地图定位为主的‘一张图'监控指挥模式转变。”此种监控模式，是基于智能分析的基础上实现GIS视频联动监控，摆脱了监控点过多时，人力不足的缺陷。通过有选择性的GIS视图呈现，可直观地知道设备所在位置、状态、车辆运行轨迹及状态等，并且通过系统间的无缝融合，GIS与监控、操作界面都可快速切换。

　　其次是提高了监控效率。有GIS系统辅助视频监控，各种分析都由系统运算，最终将有效信息呈现出来，这样就大大节约了监控人员分析、查找、定位的时间和成本，如当有事件发生时，系统自动逐个弹出视频，保持了监控的持续性。

　　杭州海康威视数字技术股份有限公司产品经理俞快直言道：“基于GIS电子地图与GIS信息数据的安防应用，能够提高应用的可视化效果。融合多种基于时空的数据，为大型、超大型或专业型安防系统的多数据融合、快速响应、高效决策提供了实现的可能性。”对于大规模的视频监控系统，结合GIS应用会是将来视频监控发展的趋势，是智慧城市建设中不可缺少的重要组成部分。

　　发展的迷茫

　　我们在肯定GIS系统对安防监控所带来的巨大影响的同时，也发现了应用中的一些不足。

　　硬件运算处理性能需提高

　　GIS系统的在安防监控中的应用，源于技术的发展，但也受限于技术的禁锢。一方面，应用到GIS系统的监控平台，多是中大型项目，这些项目的显著特点就是监控点数量多，数据量庞大，而GIS系统作为一个数据分析和呈现终端，需对接收到的所有数据进行分析和筛选，呈现时还要联动平台的其它功能模块，调用数据库资源等，耗费极大的硬件系统运算资源，尤其是高清抓拍单元的大量采用之后，平台系统所能分配给GIS系统的硬件资源就更显得捉襟见肘。另一方面，随着GIS系统的信息更加细化，对计算机的存储容量和处理能力的要求也在逐步提高，比如三维甚至四维GIS的应用，运算量都会大增。另外， GIS系统除了和视频监控系统二者的集成开发外，为了更加方便用户快速定位所需信息，还需要GPS定位系统、接报警系统等提供相应接口协议配合开发，才能实现面向用户实际业务的具体应用。业务量的增加、分析的细致化，都导致了硬件系统资源的严重紧缺，天地伟业邓晔认为，对于如上问题，必须给予GIS应用系统高配置服务器，大系统甚至需要服务器集群。

　　保持网络畅通

　　业务量增多，还会带来网络的堵塞问题，如果是采用有线网络传输，此问题还好解决，天地伟业邓晔认为，对此，可采用基于千兆以上网络传输，整个系统的数据衔接依托于数据库的强大能力，采取大量点位在GIS地图上分层显示、报警信息分级别、分时间段、分用户显示等手段，使得GIS系统应用更加顺畅。若采用无线传输，基于目前的无线传输技术，仍有难点，最突出的就是图像传输困难，目前采用3G网络，CIF分辨率图像的实时传输仍显得十分不流畅，安维尔范柘直言：“GIS作为一个表达工具，图像不能顺利传输，信息回不来，再好的表达方式都没有用。”[nextpage]

　　舶来的困惑

　　安防厂家中，鲜有自己开发的GIS系统，深圳中兴力维盛潋告诉笔者：“目前GIS技术已经比较成熟，安防厂家采用时，一般由专业的GIS厂商提供完整的GIS应用解决方案。”

　　由于技术是第三方的，虽然GIS技术已经成熟，但仍会对嵌入应用带来一些困惑，深圳超视陈虎认为：“第一，各项目选择的第三方GIS平台、定制的个性化功能不一，导致监控系统与之对接时，开发人员都需要去学习基于各种GIS平台的开发技术，这本身就构成了一种技术瓶颈;第二，在地图数据源方面，如果使用第三方GIS平台和用户提供地图数据，数据处理过程(如格式转换、数据纠错、坐标系统转换、符号化、整饬等)对于非专业GIS人员来讲，都是难点。”同时，他也给出了相应的解决方案，对于第一点，监控平台能真正用到的各项GIS功能还是较少数，没必要去了解和掌握GIS平台的所有功能，针对监控平台的应用需求组织专题GIS开发培训，可以较好地解决这个问题;对于第二点，在引入GIS时，定义标准的对接接口，尽量使用标准的地图服务，标准的数据格式，以避免转化时带来的数据错误、丢失等一系列问题。

　　角色：主从之争

　　目前来讲，GIS系统在视频监控平台中所扮演的角色仅是辅助作用，但通过考察安防监控行业的不同厂家的平台之后，笔者发现，往往一款好的平台，重点不是它可以实现多少种功能，而是在GIS界面中可以实现哪些功能的联动、联动的效果是否顺畅。比如中兴力维的公安管理平台，该平台是专门针对公安系统开发的，它的应用不是可以实现多少画面的监控，而是全局防护，需要了解区域内的防范状态及事件，当有重大事件发生时，需要系统自动弹出相关信息，同时还要确保良好的轨迹跟踪功能;而超市的综合安防管理平台，该平台功能很丰富，各种应用界面、设置都可以随意切换，但实际应用中，其亮点却不在此，而是GIS界面下的各类信息的全局掌控和即时发布，使其形成一套成熟而实用的平台系统。

　　从目前的普遍观点分析，认为GIS系统是安防监控系统的一部分，并标明安防监控系统是主体(如图7-1)。

　　笔者与我刊多个顾问多次检测过国内的平台系统，一般得到顾问肯定的平台是GIS功能强大的款式，而GIS功能不够强但其它功能很强的平台，在评分上也会被打折扣，究其原因，是由于我们是以实际应用的角度为出发点，使用者不可能将一款功能强大的平台当作电视墙来实用，而是运用其强大的数据处理与分析功能，实现自动化监控应用。因此，客户对平台的应用，是基于GIS界面下的操作和管理，这一点，通过与广大的工程商的沟通中得到了证实。

　　通过众多的实践证明，GIS系统是一款平台成熟与否的点睛之笔，这也是为什么平台厂家越来越重视GIS系统的原因之一，甚至不惜血本设置专门的GIS系统研发部门。

　　一定程度上，GIS系统决定了平台的好坏，其风头甚至盖过了监控系统，本来GIS系统是监控系统的子集，现在却反而有监控系统是GIS系统的组成部分之趋势，大有反客为主的味道。由此，笔者不得不发出这样的疑问：照此发展，未来是GIS系统嵌入于监控系统还是监控系统嵌入于GIS系统?难道GIS在监控行业的前景，将会掩盖监控系统(图7-2)

　　在充分考量安防监控系统和GIS系统的技术、功能之后，我们不难发现，其实两者是互为己用，优劣均衡的一个折中的技术应用。大华股份陈勇认为，将来的安防，GIS将会成为其中的一个基本组成部分，同时他也提到：“其实监控领域很多的难题，在GIS领域都已经有了解决办法，拿过来用就是。对空间数据的处理以及物体之间的关联，这是GIS的长项，同时也是监控的弱项。未来的大安防，会把这两者完美地结合在一起，与传感器网、虚拟现实等高端技术一起，更加深刻地影响我们的生活。”

　　监控系统不仅涵盖了GIS系统，还包括报警等子集;而GIS强大的功能在安防监控应用中完整的发挥还需要其它行业或系统的支持和表现。

　　由图7-3可知，无论GIS还是视频监控系统，它们既有交集，也有各自的长处，安防监控对GIS的运用，只要处理得当，两者将可以发挥出更大的功能，即1+1>2，这才是监控系统中引用GIS系统的最终目的。

　　安防监控系统所包含的子系统，也并非就GIS系统一个，还包括了报警、门禁等其它应用子系统，如果形成大安防联网，还将有可能融入各种行业应用，通过不同系统的相互配合，形成一套完整的应用链条，使监控系统充分发挥出更强大的应用功能;而GIS的融合，只是这一切的开始。