基于地理場(chǎng)景的礦區(qū)監(jiān)控選址模型

李雯靜 胡 丹 李 楠

（1.武漢科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，湖北武漢430081；2.冶金礦產(chǎn)資源高效利用與造塊湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢430081；3.武漢永業(yè)賽博能規(guī)劃勘測(cè)有限公司，湖北武漢430062；4.湖北省測(cè)繪成果檔案館（湖北省地理信息數(shù)據(jù)交換中心），湖北武漢430074）

智慧礦山建設(shè)能夠促進(jìn)礦山信息化改造，實(shí)現(xiàn)采礦自動(dòng)化與智能化，保障礦山安全、高效、綠色及可持續(xù)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)采礦［1-3］。各類自動(dòng)化、監(jiān)測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)是智慧礦山建設(shè)的重要組成部分，在礦山安全生產(chǎn)管理過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。智慧礦山的研發(fā)企業(yè)也逐漸從單一設(shè)備供應(yīng)商轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)解決方案供應(yīng)商，開(kāi)展了更多的跨領(lǐng)域研究。

在視頻監(jiān)控的智能化、高清化發(fā)展進(jìn)程中，基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的視頻內(nèi)容理解技術(shù)是研究重點(diǎn)之一［4］，目前已有不少學(xué)者對(duì)智能視頻監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行了研究，其中背景建模、目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別、目標(biāo)跟蹤、行為事件分析等算法已經(jīng)較為成熟［5-7］，各研究單位也相繼開(kāi)發(fā)了通用性較強(qiáng)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)［8-9］。

除了視頻相關(guān)算法研究及通用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)外，現(xiàn)階段智能視頻監(jiān)控技術(shù)的研究仍處于試驗(yàn)階段，特別是在監(jiān)控設(shè)備選址、監(jiān)控畫面布局設(shè)計(jì)等方面涉及較少，在通過(guò)視角構(gòu)造提升源視頻數(shù)據(jù)內(nèi)容有效性的技術(shù)方面的研究深度不足。在智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究方面，目前監(jiān)控設(shè)備選址技術(shù)的研究受到很大關(guān)注。研究科學(xué)合理的視頻監(jiān)控選址模型，不僅有利于在滿足公共安全區(qū)域全覆蓋需求的同時(shí)達(dá)到節(jié)約社會(huì)資源的目的，而且能夠提高視頻監(jiān)控源數(shù)據(jù)質(zhì)量、減少冗余數(shù)據(jù)量，從而提高智能監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)算效率。雖然視頻監(jiān)控技術(shù)早已在礦業(yè)［1］、林業(yè)［11］、室內(nèi)等領(lǐng)域的安防系統(tǒng)和監(jiān)管系統(tǒng)中得到應(yīng)用，但是在監(jiān)控點(diǎn)選取方面，缺乏科學(xué)合理的布局。根據(jù)智慧礦山現(xiàn)代化開(kāi)采的需求，智能、合理、自動(dòng)地選取攝像頭的布設(shè)點(diǎn)及其監(jiān)控范圍是構(gòu)建基于地理視頻的公共安全監(jiān)控系統(tǒng)的前提。

由于現(xiàn)代監(jiān)控設(shè)備具有位置固定特性且遵循鏡頭成像原理，地理視頻數(shù)據(jù)采集依舊依賴于監(jiān)控設(shè)備，其畫面質(zhì)量受監(jiān)控設(shè)備的地理位置、畫幅尺寸、幀率、分辨率、仰角等參數(shù)影響。因此本研究在監(jiān)控選址模型中考慮地理場(chǎng)景等語(yǔ)義，將監(jiān)控對(duì)象的特征、行為、事件等語(yǔ)義信息融入到監(jiān)控畫面構(gòu)造中，這有利于實(shí)現(xiàn)監(jiān)控視頻中的事件推理、信息挖掘和關(guān)聯(lián)分析，響應(yīng)智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控目標(biāo)和需求，從監(jiān)控設(shè)備選址開(kāi)始為智慧礦山的視頻覆蓋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建服務(wù)，通過(guò)預(yù)設(shè)背景、監(jiān)控對(duì)象、報(bào)警事件等實(shí)現(xiàn)對(duì)范圍內(nèi)有計(jì)劃地監(jiān)控。

1 視頻監(jiān)控技術(shù)路線

監(jiān)控選址問(wèn)題在數(shù)學(xué)上類似于一種集合覆蓋類選址問(wèn)題［11-12］，即在滿足所有需求點(diǎn)的服務(wù)要求下，選取最少的設(shè)施點(diǎn)集合。解決該類問(wèn)題通常采用基于啟發(fā)式算法的近似求解算法，如啟發(fā)式貪心算法［13］、改進(jìn)式遺傳算法［14］、人工蜂群算法［15］、二進(jìn)制貓群優(yōu)化算法等?；趲缀蔚谋O(jiān)控選址方法常以基本地理數(shù)據(jù)（如數(shù)字高程模型）為數(shù)據(jù)源，以數(shù)字地形分析為基礎(chǔ)，結(jié)合模擬退火算法、遺傳算法［16］等優(yōu)化算法進(jìn)行監(jiān)控點(diǎn)自動(dòng)選址，不僅能夠縮短選址耗時(shí)，而且可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)合監(jiān)控，提升監(jiān)控畫面質(zhì)量［17-19］。顧及屬性的監(jiān)控選址方法除了要考慮地理環(huán)境的特征外，還需要根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)需求和研究專題的特點(diǎn)，對(duì)監(jiān)控區(qū)域、監(jiān)控對(duì)象的屬性特點(diǎn)進(jìn)行分析和分類，使選址結(jié)果能夠滿足需求［20-22］。

根據(jù)上述分析，目前大多數(shù)監(jiān)控選址研究聚焦于視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的優(yōu)化應(yīng)用上，將高精技術(shù)著重投放在監(jiān)控服務(wù)的末端，且研究方法主要結(jié)合數(shù)學(xué)、幾何以及屬性信息，雖然充分考慮了選址算法、地形特征、監(jiān)控安裝成本以及成像面積等因素，但是在監(jiān)控服務(wù)上游的幅面構(gòu)造、語(yǔ)義解析等方面的考慮較為缺乏，這也是監(jiān)控選址研究領(lǐng)域迫切需要深入研究的方向。本研究從GIS視角綜合分析了選址需求、監(jiān)控設(shè)備參數(shù)、監(jiān)控對(duì)象的位置語(yǔ)義與特征語(yǔ)義，提出了一種基于地理場(chǎng)景的礦區(qū)監(jiān)控選址模型，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控服務(wù)范圍與二三維地圖的有效融合。

本研究提出的基于地理場(chǎng)景的礦區(qū)監(jiān)控選址模型的技術(shù)路線如圖1所示。首先是模型方法設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)比分析幾種典型的地理視頻語(yǔ)義模型中的地理實(shí)體、地理場(chǎng)景、監(jiān)控設(shè)備和選址原則，從中提取了一組面向礦區(qū)監(jiān)控選址的、可擴(kuò)充的地理場(chǎng)景分類。接著結(jié)合實(shí)例研究地理場(chǎng)景相關(guān)語(yǔ)義模型，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)監(jiān)控需求分析以及地理實(shí)體、地理場(chǎng)景分類。最后是試驗(yàn)部分，根據(jù)監(jiān)控候選點(diǎn)群以及監(jiān)控設(shè)備的視域生成疊置面片，將其作為參數(shù)輸入基于監(jiān)控選址的集合覆蓋模型，使用線性規(guī)劃方法對(duì)礦區(qū)監(jiān)控范圍的集合覆蓋問(wèn)題進(jìn)行求解，并將選取結(jié)果進(jìn)行二三維可視化。

2 基于地理場(chǎng)景的礦區(qū)監(jiān)控選址模型

2.1 地理場(chǎng)景相關(guān)語(yǔ)義構(gòu)建

建立地理場(chǎng)景相關(guān)語(yǔ)義是為了表示和管理監(jiān)控選址模型中涉及的對(duì)象、事件及關(guān)系等語(yǔ)義信息，并為地理視頻技術(shù)的發(fā)展提供語(yǔ)義查詢基礎(chǔ)。隨著視頻技術(shù)的發(fā)展，對(duì)有效視頻語(yǔ)義模型的需求越來(lái)越迫切。為了提取出一組適合礦區(qū)監(jiān)控選址的地理場(chǎng)景語(yǔ)義，本研究選取了幾種具有代表性的視頻語(yǔ)義模型，從地理場(chǎng)景、地理實(shí)體、監(jiān)控設(shè)備、選址原則4個(gè)方面進(jìn)行了簡(jiǎn)化語(yǔ)義信息提取，如表1所示。

在礦區(qū)監(jiān)控選址的背景下，地理場(chǎng)景（Geo-Scene）通常表示為狀態(tài)相對(duì)不變的對(duì)象，其中需要規(guī)定靜態(tài)要素的類別（Geo-Scene.name），并從幾何數(shù)據(jù)中獲取各類靜態(tài)要素的面積（Geo-Scene.area）。地理實(shí)體（Geo-Entity）通常表示地理場(chǎng)景內(nèi)具有改變自身狀態(tài)的行為能力的對(duì)象，其中需要規(guī)定動(dòng)態(tài)要素的類別（Geo-Entity.name）、移動(dòng)速度（Geo-Entity.speed）及其特征（Geo-Entity.features）等語(yǔ)義信息。監(jiān)控設(shè)備（Monitor）是監(jiān)控選址模型的研究對(duì)象之一，本研究主要考慮監(jiān)控設(shè)備的服務(wù)半徑、幀率、分辨率等信息。選址需求（Demand）則規(guī)定了在哪些場(chǎng)景（Demand.scene）中需要被監(jiān)控的地理實(shí)體（Demand.entity）及其特征（Demand.features），以及監(jiān)控覆蓋率。將這4個(gè)方面（或者更多）的語(yǔ)義信息構(gòu)建視圖聯(lián)系起來(lái)（圖2），進(jìn)而決定監(jiān)控設(shè)備的選址結(jié)果。

2.2 面向監(jiān)控選址需求的語(yǔ)義分析

在礦區(qū)地理要素中，提取出狀態(tài)相對(duì)不變的對(duì)象，即為地理場(chǎng)景。這些對(duì)象將構(gòu)成地理視頻畫面的背景要素，例如道路、草地、林地、建設(shè)用地及其地上附屬物等多種地理場(chǎng)景。因此需要根據(jù)監(jiān)控選址需求，利用地理場(chǎng)景相關(guān)語(yǔ)義對(duì)研究區(qū)內(nèi)有效的、會(huì)產(chǎn)生影響的地理場(chǎng)景進(jìn)行分類合并。由于在選擇監(jiān)控設(shè)備位置時(shí)，建筑是作為視域障礙物存在的地理場(chǎng)景，因此在選址空間中需要先排除建筑物立體空間?？紤]到建筑周圍是人群活動(dòng)最為頻繁的區(qū)域，故取建筑物適當(dāng)范圍緩沖區(qū)作為建筑周圍的監(jiān)控?zé)釁^(qū)圖層。同時(shí)根據(jù)監(jiān)控需求分析得到監(jiān)控?zé)釁^(qū)分級(jí)圖，對(duì)各類地理場(chǎng)景的監(jiān)控優(yōu)先級(jí)進(jìn)行排列，并設(shè)置梯度監(jiān)控覆蓋率目標(biāo)。

2.3 集合覆蓋模型的構(gòu)建和運(yùn)算

根據(jù)監(jiān)控需求分析，需要在監(jiān)控候選點(diǎn)群中選出盡量少，但是能滿足各類地理場(chǎng)景監(jiān)控覆蓋率的監(jiān)控組布置點(diǎn)。因此，本研究進(jìn)行了如下模型參數(shù)定義：式中，Z為監(jiān)控設(shè)備布置總數(shù)；xi取0或1，當(dāng)xi=0時(shí)，表示i點(diǎn)不被選擇安裝第一種監(jiān)控設(shè)備，當(dāng)xi=1時(shí)，表示i點(diǎn)被選擇安裝第一種監(jiān)控設(shè)備；yi、ki等與xi定義類似，表示i點(diǎn)是否被選擇安裝其他監(jiān)控設(shè)備；aij、bij、cij等系數(shù)分別表示i點(diǎn)處安裝對(duì)應(yīng)監(jiān)控設(shè)備時(shí)視域覆蓋的第j（j=1,2,…,M）種地理場(chǎng)景的面積；Sj表示第j種地理場(chǎng)景的最小總覆蓋面積。

根據(jù)地理場(chǎng)景與候選點(diǎn)群的分布情況，按照一定邏輯順序?qū)⒈O(jiān)控選址參數(shù)模型輸入Lingo軟件進(jìn)行運(yùn)算得到監(jiān)控候選點(diǎn)的選取結(jié)果，將候選點(diǎn)群的視域圖層與地理場(chǎng)景圖斑進(jìn)行疊置分析，判斷選取結(jié)果是否滿足監(jiān)控覆蓋率目標(biāo)；否則，需進(jìn)行一輪補(bǔ)充選址。

3 礦區(qū)監(jiān)控選址試驗(yàn)分析

3.1 研究區(qū)域分析

作為研究區(qū)的某礦區(qū)位于長(zhǎng)江中下游平原中部，占地約19萬(wàn)m2，區(qū)域中央是一處山包，圍繞山腳有一條彎曲的道路，道路連接了山包兩側(cè)的建筑群，并在兩端分叉延伸到建筑內(nèi)。該區(qū)域主要建筑物、構(gòu)筑物有63棟，建筑占地面積約1萬(wàn)m2。區(qū)內(nèi)整體地勢(shì)較為平緩，沒(méi)有很大的高程起伏，植被稀疏低矮，視野開(kāi)闊，不會(huì)對(duì)視頻監(jiān)控設(shè)備造成遮擋，因此適宜作為監(jiān)控選址模型應(yīng)用試驗(yàn)的研究區(qū)。

該礦區(qū)主要有道路、建筑物和林地；道路狹長(zhǎng)彎曲、不規(guī)整，交叉較少，主要作為開(kāi)采設(shè)備運(yùn)送、礦業(yè)產(chǎn)品運(yùn)輸及礦山作業(yè)人員進(jìn)出之用；建筑較為低矮，分布具有聚集性，山包西側(cè)建筑群為一處礦業(yè)工程項(xiàng)目部，主要建筑有倉(cāng)庫(kù)、機(jī)房，山包東邊是一家硫酸廠，主要建筑有辦公樓、硫精礦倉(cāng)庫(kù)、泵房、機(jī)房、散熱塔、轉(zhuǎn)運(yùn)站、維修間等；林地有零有整，與其他地理場(chǎng)景相互穿插，所占面積最大。

3.2 數(shù)據(jù)處理及地理場(chǎng)景語(yǔ)義分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)為包含25個(gè)圖層的dwg格式圖形文件（圖3（a）），根據(jù)圖層名稱、內(nèi)容對(duì)該區(qū)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，將其中具有地理意義的圖層轉(zhuǎn)換為shp格式地圖，如圖3（b）所示。利用地理場(chǎng)景相關(guān)語(yǔ)義的構(gòu)建實(shí)現(xiàn)地理場(chǎng)景中道路、草地林地、建筑物及構(gòu)筑物（SID={x |x=1,2,3}）等3個(gè)圖層分類輸出，如圖3（c）所示。由于在選擇園區(qū)監(jiān)控設(shè)備位置時(shí)，建筑是作為障礙物存在的地理場(chǎng)景，因此在選址空間中先排除了建筑物圖層（SID=3）。礦區(qū)建筑周圍是人群活動(dòng)較為頻繁的區(qū)域，屬于開(kāi)闊區(qū)域，因此提取建筑及構(gòu)筑物周圍20 m緩沖區(qū)范圍作為建筑周圍監(jiān)控?zé)狳c(diǎn)圖層（SID=4）。

將道路、草地林地、監(jiān)控?zé)釁^(qū)這3類地理場(chǎng)景按照以下順序進(jìn)行監(jiān)控順序級(jí)別排列：監(jiān)控?zé)釁^(qū)＞道路＞草地（即SID:4＞1＞2），得到監(jiān)控?zé)釁^(qū)分級(jí)圖，如圖3（d）所示。

地理場(chǎng)景方面的語(yǔ)義分類結(jié)果如表2所示。

3.3 地理實(shí)體與監(jiān)控設(shè)備分析

研究區(qū)的地理實(shí)體一般是指礦業(yè)工程人員和各類車輛（如機(jī)械車輛、作業(yè)車輛、農(nóng)務(wù)設(shè)備等），這兩類地理實(shí)體的詳細(xì)屬性信息如表3所示。

在安裝監(jiān)控設(shè)備組方面，考慮到礦山地理?xiàng)l件較為空曠、地勢(shì)有一定起伏，且沒(méi)有太多固定的附著物，本研究在繪制地形圖時(shí)采集了大量高程點(diǎn)、控制點(diǎn)，由于這些測(cè)繪控制點(diǎn)視野較為開(kāi)闊、分布較為均勻、不受道路走向影響，因此將741處測(cè)繪控制點(diǎn)作為安裝組合監(jiān)控設(shè)備的候選點(diǎn)群（圖3（b）中點(diǎn)群）。最終滿足監(jiān)控需求的監(jiān)控點(diǎn)在監(jiān)控候選點(diǎn)群中產(chǎn)生。

3.4 選址需求分析

研究區(qū)為一處具有普遍性特征的礦區(qū)，按照監(jiān)控重要程度（即：監(jiān)控?zé)釁^(qū)＞道路＞草地林地）給各類地理場(chǎng)景設(shè)置了最低監(jiān)控覆蓋率，并設(shè)定了區(qū)域內(nèi)重點(diǎn)監(jiān)控對(duì)象，進(jìn)而對(duì)該區(qū)域提出了如表4所示的監(jiān)控選址需求。

3.5 對(duì)草地林地、監(jiān)控?zé)釁^(qū)進(jìn)行A型監(jiān)控設(shè)備組選址

在對(duì)草地林地、監(jiān)控?zé)釁^(qū)進(jìn)行A型監(jiān)控設(shè)備組選址時(shí)，首先可以排除候選點(diǎn)群中的20 m緩沖區(qū)與草地林地、監(jiān)控?zé)釁^(qū)沒(méi)有交集的部分，保留有交集的717處候選點(diǎn)，如圖4（a）所示。然后將候選點(diǎn)群及逐個(gè)的交集面積輸入集合覆蓋模型進(jìn)行運(yùn)算，得到了56處符合監(jiān)控需求的選址結(jié)果，如圖4（b）和表5所示。

3.6 對(duì)道路進(jìn)行B型監(jiān)控設(shè)備組選址

在對(duì)道路進(jìn)行B型監(jiān)控設(shè)備組選址時(shí)，首先可以排除候選點(diǎn)群中的12 m緩沖區(qū)與道路沒(méi)有交集的部分，保留有交集的179處候選點(diǎn)，如圖5（a）所示。然后將候選點(diǎn)群及逐個(gè)的交集面積輸入集合覆蓋模型進(jìn)行運(yùn)算，得到符合監(jiān)控需求的22處選址結(jié)果，如圖5（b）和表6所示。

3.7 綜合選址結(jié)果及可視化

在741處候選點(diǎn)中，選取出56處用于安裝A型監(jiān)控設(shè)備組，其服務(wù)范圍為20 m，監(jiān)控對(duì)象主要為草地林地和監(jiān)控?zé)釁^(qū)中活動(dòng)的人員，兩類地理場(chǎng)景的覆蓋面積分別為6 571.01 m2和30 462.25 m2。

注：加“*”號(hào)的候選點(diǎn)需要同時(shí)安裝A型及B型設(shè)備。

注：加“*”號(hào)的候選點(diǎn)需要同時(shí)安裝A型及B型設(shè)備。

在741處候選點(diǎn)中，選取出了22處點(diǎn)位用于安裝B型監(jiān)控設(shè)備組，其服務(wù)范圍為12 m，監(jiān)控對(duì)象主要為道路上行駛的車輛，覆蓋面積為2 134.26 m2。其中有3處B型監(jiān)控設(shè)備組安裝點(diǎn)群與A型點(diǎn)群重合，即表5中序號(hào)為31、51、52的點(diǎn)與表6中序號(hào)為6、13、14的點(diǎn)，這3處監(jiān)控點(diǎn)需要同時(shí)安裝兩種監(jiān)控設(shè)備組。

該研究區(qū)的地理視頻監(jiān)控設(shè)備組選址結(jié)果如圖6（a）所示，包含高程的選址結(jié)果如圖6（b）所示。選址后研究區(qū)監(jiān)控覆蓋面積統(tǒng)計(jì)如表7所示。

3.8 本研究方法與一般選址方法對(duì)比分析

本研究方法與一般選址方法均采用了相同的試驗(yàn)數(shù)據(jù)及可視化方法，主要區(qū)別為數(shù)據(jù)處理流程、語(yǔ)義分析方式和監(jiān)控選址模型方面，兩組試驗(yàn)的流程及數(shù)據(jù)結(jié)果對(duì)比如圖7所示，兩種方法詳細(xì)對(duì)比結(jié)果如表8所示。

本研究監(jiān)控選址方法首先對(duì)研究區(qū)的原始底圖進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)圖層同類合并、語(yǔ)義分類以及數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。然后通過(guò)地理場(chǎng)景相關(guān)語(yǔ)義模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)研究區(qū)的監(jiān)控需求分析和地理實(shí)體、地理場(chǎng)景、監(jiān)控設(shè)備分類，從特征語(yǔ)義和位置語(yǔ)義方面來(lái)描述研究區(qū)。最后根據(jù)監(jiān)控候選點(diǎn)群以及監(jiān)控設(shè)備的視域生成疊置面片，將其作為參數(shù)輸入基于監(jiān)控選址的集合覆蓋模型，并使用線性規(guī)劃方法對(duì)研究區(qū)的集合覆蓋問(wèn)題進(jìn)行求解，并對(duì)選取結(jié)果進(jìn)行二三維可視化。

一般選址方法在簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理后，以總監(jiān)控面積以及監(jiān)控緩沖區(qū)與底圖的疊置面積為參數(shù)，輸入集合覆蓋模型進(jìn)行運(yùn)算，得到若干符合條件的監(jiān)控選址結(jié)果，并且每組選址結(jié)果的選點(diǎn)分布不均勻、毫無(wú)特征，不利于進(jìn)行監(jiān)控選址決策。

本研究方法具有一定的前瞻性，能夠充分考慮地理視頻的成像區(qū)域組成，并約束每類地理場(chǎng)景下的監(jiān)控比例，有利于輔助地理視頻監(jiān)控選址決策。而且該方法具有穩(wěn)定性，能夠克服一般選址方法中選址結(jié)果不確定、分布不均勻、無(wú)規(guī)律等問(wèn)題。

4 結(jié) 論

本研究在監(jiān)控選址模型中考慮地理場(chǎng)景相關(guān)語(yǔ)義，將監(jiān)控對(duì)象的特征、行為、事件等語(yǔ)義信息融入到監(jiān)控畫面的構(gòu)造中，有利于地理視頻的事件推理、信息挖掘和關(guān)聯(lián)分析，響應(yīng)地理視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控目標(biāo)和需求。針對(duì)礦山安全中地理視頻監(jiān)控選址問(wèn)題，從地理場(chǎng)景相關(guān)語(yǔ)義和集合覆蓋模型入手，展開(kāi)了基于地理場(chǎng)景相關(guān)語(yǔ)義的礦區(qū)監(jiān)控選址研究，從選址開(kāi)始為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的整體構(gòu)建提供服務(wù)。

本研究提出的基于地理場(chǎng)景相關(guān)語(yǔ)義的監(jiān)控選址模型能夠通過(guò)分析監(jiān)控區(qū)域的地理場(chǎng)景，預(yù)設(shè)監(jiān)控對(duì)象和事件，將監(jiān)控選址方案置于視頻數(shù)據(jù)采集鏈的上游，既克服了一般選址方法中選址結(jié)果分布不均勻、監(jiān)控畫面內(nèi)容比例不確定等問(wèn)題，也在源頭為礦區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)提供高質(zhì)量的地理視頻數(shù)據(jù)，為將來(lái)智能化、無(wú)人化礦山的安防建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。而且所提的監(jiān)控選址方法具有普遍性，地理場(chǎng)景分析、地理實(shí)體分析的方法不僅適用于礦區(qū)，還能夠擴(kuò)充到其他復(fù)雜環(huán)境中，并能夠在地圖上直觀顯示監(jiān)控設(shè)備點(diǎn)及其監(jiān)控范圍?；谝胤诸惖膱@區(qū)視頻監(jiān)控點(diǎn)覆蓋選址方法能夠取代以往的人工篩選方法，提高選址效率和準(zhǔn)確性，對(duì)于不斷變化的監(jiān)控需求和環(huán)境要素能夠做出應(yīng)變。

未來(lái)研究應(yīng)著重于監(jiān)控選址模型參數(shù)固定化、數(shù)據(jù)處理流程模塊化、模型運(yùn)算過(guò)程一體化和結(jié)果可視分析精細(xì)化這4個(gè)方面。文中模型固定參數(shù)應(yīng)為各類地理場(chǎng)景的覆蓋率，但是在使用示例數(shù)據(jù)時(shí)，圖層同類合并、語(yǔ)義分類都影響了所提的監(jiān)控選址模型。在后續(xù)研究中，應(yīng)確定地理場(chǎng)景、地理實(shí)體、監(jiān)控設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)，讓這些因素作為定量存在。在數(shù)據(jù)獲取與處理中，本研究提出了一套數(shù)據(jù)處理流程，其中包含地圖數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換及自動(dòng)處理的ArcGIS流程模型，在后續(xù)研究中可以通過(guò)FME實(shí)現(xiàn)跨軟件平臺(tái)的流程鏈接，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫數(shù)據(jù)處理，提高自動(dòng)化水平。在集合覆蓋模型構(gòu)建及運(yùn)算中，本研究將交集圖層的屬性表導(dǎo)出為表格后輸入Lingo計(jì)算，在后續(xù)研究中可以嘗試將該運(yùn)算過(guò)程嵌入空間分析平臺(tái)。在監(jiān)控點(diǎn)選取結(jié)果可視化中，本研究使用ArcGIS Pro軟件實(shí)現(xiàn)圖層的二三維可視化，在表達(dá)方式上較為粗糙，在后續(xù)研究中需著重研究三維精細(xì)化表達(dá)方式。