警用地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)建設(shè)

許麗媛

1.中南大學(xué),湖南 長沙 410083；2.甘肅省基礎(chǔ)地理信息中心,甘肅 蘭州 730000

警用地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)建設(shè)

許麗媛1，2

1.中南大學(xué),湖南 長沙 410083；2.甘肅省基礎(chǔ)地理信息中心,甘肅 蘭州 730000

數(shù)據(jù)是GIS的根基，本文主要介紹了警用地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)建設(shè)。主要內(nèi)容包括PGIS的數(shù)據(jù)建設(shè)內(nèi)容，矢量數(shù)據(jù)，影像數(shù)據(jù)和三維數(shù)據(jù)的制作技術(shù)路線，以及數(shù)據(jù)建設(shè)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化控制。

PGIS；矢量數(shù)據(jù)；影像數(shù)據(jù)；三維數(shù)據(jù)

目前，GIS 系統(tǒng)在公安信息化過程中發(fā)揮著越來越重要的作用。公安部提出建設(shè)警用地理信息系統(tǒng)(Police Geographic Information System，英文縮寫PGIS)的思路，目標(biāo)是將相關(guān)的公安業(yè)務(wù)系統(tǒng)與PGIS進(jìn)行關(guān)聯(lián)整合，形成跨地區(qū)、跨警種的綜合應(yīng)用，做到?jīng)Q策指揮可視化、打防控一體化、信息應(yīng)用集約化，為提升公安機(jī)關(guān)戰(zhàn)斗力、提高決策分析的科學(xué)化提供強(qiáng)有力的支持。然而，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)卻是制約PGIS 平臺建設(shè)的瓶頸，PGIS是高端應(yīng)用，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)內(nèi)容的真實(shí)性、準(zhǔn)確性、完整性和現(xiàn)勢性直接影響著定位的準(zhǔn)確性，也關(guān)系到所建系統(tǒng)是否能在警務(wù)實(shí)戰(zhàn)中真正發(fā)揮作用。因此，要實(shí)現(xiàn)高效的信息共享與信息挖掘，滿足深層次的應(yīng)用，數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)建設(shè)是PGIS的重點(diǎn)與難點(diǎn)。[1]

1 PGIS數(shù)據(jù)建設(shè)的內(nèi)容

1.1 PGIS的數(shù)據(jù)類型

PGIS的數(shù)據(jù)類型主要分為三種：矢量數(shù)據(jù)，影像數(shù)據(jù)和三維數(shù)據(jù)。

矢量數(shù)據(jù)主要包括基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和警用公共地理信息數(shù)據(jù)，這兩類數(shù)據(jù)主要由空間地理信息數(shù)據(jù)（即二維電子地圖數(shù)據(jù)）和屬性數(shù)據(jù)構(gòu)成。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際的建設(shè)需求，基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)內(nèi)容涉及：①水系及附屬設(shè)施；②居民地及附屬設(shè)施；③交通及附屬設(shè)施；④管線及附屬設(shè)施；⑤境界與政區(qū)；⑥地貌；⑦植被與土質(zhì)共七大類。警用公共地理信息數(shù)據(jù)主要的數(shù)據(jù)內(nèi)容有：各類場所、交通、分區(qū)、單位、門牌號碼、警用基礎(chǔ)設(shè)施和動態(tài)信息等七大類，例如各種興趣點(diǎn)POI和派出所轄區(qū)等。[2]

影像數(shù)據(jù)主要包括各類型的衛(wèi)星影像和數(shù)字正射影像等。

三維數(shù)據(jù)主要包括所預(yù)定區(qū)域的經(jīng)過渲染的三維實(shí)體建模數(shù)據(jù)和三維場景數(shù)據(jù)。

1.2 PGIS數(shù)據(jù)建設(shè)的內(nèi)容

PGIS數(shù)據(jù)建設(shè)的內(nèi)容大致有以下五方面：(1)矢量數(shù)據(jù)的采集。在對數(shù)據(jù)源分析充分的基礎(chǔ)上，對矢量數(shù)據(jù)中的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行完整準(zhǔn)確地采集，并確保數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性。(2)收集制作現(xiàn)勢性良好，精度高的影像資料。(3)三維建模。采集地理實(shí)體的紋理信息，和現(xiàn)實(shí)中的場景信息，進(jìn)行三維建模。(4)確保PGIS數(shù)據(jù)良好的組織管理與更新。(5)保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，規(guī)范數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 PGIS數(shù)據(jù)建設(shè)的難點(diǎn)

在PGIS數(shù)據(jù)建設(shè)的過程中，也存在許多難點(diǎn)。主要有以下幾個方面：(1)獲取數(shù)據(jù)困難。一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)由于數(shù)據(jù)源和影像資料的限制，在采集精度上有一定的難度；在進(jìn)行大規(guī)模的三維建模時，數(shù)據(jù)紋理的采集不僅工作量大，還由于遮擋物的遮蓋無法采集完全等問題。(2)警用地理信息分類與代碼規(guī)范化的問題。對于一些分類不清晰，不好界定的地理實(shí)體沒有統(tǒng)一的認(rèn)定。(3)標(biāo)準(zhǔn)地址庫的建設(shè)困難。地名地址調(diào)查周期長，工作量大，在一些特定的區(qū)域沒有門牌號碼，存在數(shù)據(jù)漏洞。(4)數(shù)據(jù)的更新。數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性跟不上，需要實(shí)時更新。[3]

2 數(shù)據(jù)制作技術(shù)路線

2.1 矢量數(shù)據(jù)制作技術(shù)路線

2.1.1 分析數(shù)據(jù)源

對已有的資料地形數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定數(shù)據(jù)的比例尺，空間定位基礎(chǔ)（坐標(biāo)系統(tǒng)），數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)覆蓋范圍和分幅情況，數(shù)據(jù)精度，數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性，詳細(xì)分析數(shù)據(jù)源內(nèi)容（如分層情況，拓?fù)淝闆r等），以及是否含有屬性信息，含有哪些屬性信息等。

對已有的資料屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定數(shù)據(jù)類型，現(xiàn)勢性，權(quán)威性，可利用性。

2.1.2 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換

根據(jù)分析數(shù)據(jù)源的情況，進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，若為標(biāo)準(zhǔn)的北京54或西安80，則可以很容易的轉(zhuǎn)換為WGS84。若為大比例尺CAD或CASS數(shù)據(jù)，大多情況下為地方城建坐標(biāo)系統(tǒng)，所采用的橢球和參數(shù)均不同，則需要先進(jìn)行城市坐標(biāo)系到54或80系的轉(zhuǎn)換，再轉(zhuǎn)換為目標(biāo)坐標(biāo)系，以.shp格式輸出。

2.1.3 矢量數(shù)據(jù)建層和制定屬性表

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定（如：警用地理信息 分類與代碼；警用地理信息 屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼）和項(xiàng)目的具體要求，進(jìn)行數(shù)據(jù)的建層與屬性字段創(chuàng)建的工作。

2.1.4 矢量數(shù)據(jù)處理

根據(jù)矢量數(shù)據(jù)建層的方案，對已有的數(shù)據(jù)源的內(nèi)容進(jìn)行篩選、提取、重組和擴(kuò)充。擬定地形圖數(shù)據(jù)更新方案，對數(shù)據(jù)進(jìn)行套合衛(wèi)星影像增補(bǔ)和外業(yè)采集數(shù)據(jù)時實(shí)地增補(bǔ)，并完成對應(yīng)的圖形接邊和屬性接邊。并保證數(shù)據(jù)的邏輯一致性和平面精度。

此外，大比例尺.dwg數(shù)據(jù)的注記信息是值得參考的，需要在CASS中將注記全部提取出來，轉(zhuǎn)換成為注記點(diǎn)，并將注記內(nèi)容關(guān)聯(lián)到點(diǎn)的屬性字段中，在數(shù)據(jù)加工過程中參考應(yīng)用。

2.1.5 屬性數(shù)據(jù)錄入

根據(jù)收集來的屬性數(shù)據(jù)，進(jìn)行屬性數(shù)據(jù)的錄入，屬性錄入直接在屬性表中進(jìn)行。屬性數(shù)據(jù)的采集方式分為外業(yè)采集和內(nèi)業(yè)搜集。PGIS數(shù)據(jù)對屬性信息要求比較詳盡，由于我們同時在做外業(yè)的三維建模紋理采集，所以一起采集了各種類型的興趣點(diǎn)和門牌地址，以及聯(lián)系人聯(lián)系電話等等。各種地物要素的編碼則嚴(yán)格按照編碼標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。矢量數(shù)據(jù)各圖層要求保證屬性文件存在、屬性項(xiàng)齊全及定義準(zhǔn)確，中文屬性說明必須完整；屬性分類與代碼要求應(yīng)符合《警用地理信息分類與代碼》；屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)符合《警用地理信息屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》中對警用基礎(chǔ)地理信息屬性結(jié)構(gòu)擴(kuò)展數(shù)據(jù)項(xiàng)的要求；屬性值應(yīng)滿足邏輯規(guī)則規(guī)定，不應(yīng)出現(xiàn)異常值；對于重要的圖層，其關(guān)鍵屬性字段值不能為空；更新時間要求，空間數(shù)據(jù)各圖層屬性表中均應(yīng)有一個數(shù)據(jù)更新時間的字段，注明各地物要素采集或更新時間。

2.1.6 數(shù)據(jù)配圖和切片

根據(jù)要求對制作好的數(shù)據(jù)進(jìn)行配圖和切片入庫。

2.2 影像數(shù)據(jù)制作技術(shù)路線

2.2.1 分析數(shù)據(jù)源

對已有的資料影像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定數(shù)據(jù)類型，比例尺，空間定位基礎(chǔ)（坐標(biāo)系統(tǒng)），數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)覆蓋范圍和分幅情況，分辨率，色彩以及數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性。

2.2.2 影像數(shù)據(jù)制作

分析影像數(shù)據(jù)源的坐標(biāo)系統(tǒng)后，對影像進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，并用ERDAS或者其他影像處理軟件對影像進(jìn)行糾正，拼接，裁切，接邊和輸出，最后在PhotoShop中對影像進(jìn)行調(diào)色和修補(bǔ)的工作。

2.3 三維數(shù)據(jù)制作技術(shù)路線

2.3.1 制作.dwg格式的底圖

將已經(jīng)制作完成的二維圖轉(zhuǎn)換為.dwg格式，在CASS中進(jìn)行三維數(shù)據(jù)底圖的制作，提取所需要的房屋信息和場景信息。

2.3.2 采集紋理

確定采集范圍，準(zhǔn)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分轄區(qū)進(jìn)行采集，對細(xì)分的采集區(qū)域（采集轄區(qū)或道路格網(wǎng)）進(jìn)行編碼，保證采集區(qū)域編碼的唯一性。組織外業(yè)進(jìn)行具體的建筑物及各種小品，場景的紋理采集工作。

將底圖分區(qū)，導(dǎo)入3dmax進(jìn)行建筑物建模，場景建模，以及各種設(shè)施和小品的建模，最后拼接進(jìn)行統(tǒng)一渲染，以便后續(xù)的應(yīng)用。

3 數(shù)據(jù)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

3.1 矢量數(shù)據(jù)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

矢量數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制要求做到：(1)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式符合要求，(2)數(shù)據(jù)圖層命名規(guī)范，(3)空間數(shù)據(jù)的位置精度在誤差范圍內(nèi)，(4)空間拓?fù)潢P(guān)系正確，(5)保證數(shù)據(jù)的邏輯一致性和數(shù)據(jù)的完整性，(6)數(shù)據(jù)屬性要求屬性數(shù)據(jù)分類代碼正確并進(jìn)行空值檢測。

3.2 影像數(shù)據(jù)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

影像數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制要求做到：(1)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式和命名符合要求，(2)影像分辨率達(dá)到要求，(3)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)正確，(4)影像現(xiàn)勢性好，(5)影像質(zhì)量好，色彩均勻，無遮蓋，無拉花，無錯位。

3.3 三維數(shù)據(jù)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

三維數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制要求做到：(1)數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)正確，具體平面坐標(biāo)系統(tǒng)、高程系統(tǒng)和模型精度；(2)紋理的格式與大小符合規(guī)定，紋理色調(diào)明朗，紋理精度符合要求，紋理貼圖正確；(3)景觀制作符合實(shí)情并簡潔美觀；(4)消除模型冗余。

4 小結(jié)

PGIS是“金盾工程”建設(shè)的重要應(yīng)用項(xiàng)目，是各級公安機(jī)關(guān)深化信息應(yīng)用、提升應(yīng)用水平的高端應(yīng)用載體，是實(shí)現(xiàn)“信息基礎(chǔ)化、基礎(chǔ)信息化”的重要平臺。數(shù)據(jù)是PGIS應(yīng)用的基石，因此，在前期做好數(shù)據(jù)建設(shè)的工作，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性與現(xiàn)勢性，才可以滿足建設(shè)城市警用地理信息系統(tǒng)的要求，為系統(tǒng)的應(yīng)用做好保障工作。

[1]李曉萍.數(shù)據(jù)和應(yīng)用：警用地理信息系統(tǒng)生命力所在.人民公安報,2010,11(8)

[2]GA/T 491—2004，城市警用地理信息分類與代碼

[3]吳鋼.基于PGIS平臺的武漢警用地理信息系統(tǒng)建設(shè)的重點(diǎn)與難點(diǎn).湖北警官學(xué)院學(xué)報, 2011, 07(4)

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.05.028