GIS变革—从“定性”安防到“定量”安防

GIS和安防的整合初见于RFID、GPS或者无线定位应用。无论是RFID还是无线定位，其基础模式就是把携带无线终端的人、车或者其它物体的位置信息展现出来，当然，展现位置好的方法就是把位置展现在地图上，此时GIS系统理所当然地体现出其独有的优势，成为了这些定位应用的基础平台。为典型的就是车辆定位管理系统，利用GPS定位信息和GIS地图进行整合，整个车队的位置信息可以一览无余地展现在眼前。

如果说定位类安防应用和GIS的整合还属于显而易见，那么视频监控和GIS的整合就显得不那么直接了。视频监控和GIS的整合从功能上讲有两类，一类是当前较为常见的把摄像机的位置信息标定在地图上，以便于快速地选择摄像机。这类应用往往在城市监控类大型CCTV系统上较为体现优势，上海市的城市监控网络在上世纪90年代末就已经开始利用这类技术提升管理效率，但是这类GIS或者类GIS应用尚不能真正体现GIS的数字化特性；而真正体现GIS数字化定量监控效力的则是第二类应用，就是把云台的PTZ动作和GIS地图进行整合。众所周知，常见的摄像机PTZ动作都只能指挥摄像机向上、下、左、右旋转，或者拉近、推远，但是如果仔细研究PELCO-D的扩展协议就不难发现，在协议中还具有向左旋转多少度，向下俯视多少度的指令。

有了这个指令协议你就不难想象如何和GIS发生“聚变”的反应了。将支持PELCO-D(或者类似协议的)PTZ摄像机和GIS进行整合，那么对于目标的定位监控已经完全可以脱离预置位或者人工定位的“定性”管理范畴，操作者完全可以通过在地图上选择一个目标，然后通过GIS系统计算出和摄像机间的夹角和距离，那么通过调用绝对定位的指令协议就可以一次性定位目标，实现目标的精确视频监控，把“众里寻她千百度”的人工“定性”操作过程简化为一个“精确定位，瞬间到达”的“定量”过程。事实上早在本世纪初上海市政府的某些部门中就已经有了此类应用的多个成功案例。

在PELCO-D的扩展协议中，水平的角度分解可以精确到36000等分，也就是说一个圆周的精度可以达到0.01度。也许有人会问0.01度的精确位置是否对监控有价值呢？的确，如果监控的范围是几十米，一百多米，有否这个必要的确值得商榷，但是如果监控扩展到10km呢？以一个1100mm镜头配合1/3”CCD摄像机为例，其水平像场是0.25度(水平像场宽43m)，0.01度的误差，在10km外的线误差是1.8m，如果目标在边缘，那么完全可能丧失目标。

设想如果基于传统的“定性”监控方式，手动转动云台摄像机，实际上是根本不可能达到0.01度那么精确，只需要1度的误差，前端174m的偏离即使目标是一栋房子也足以丢失目标。在如此严苛的条件下，只有基于GIS的精确计算再配合具有绝对定位功能的云台摄像机进行“定量”的监控，才能真正捕捉到目标，实际上这种功能在超长距监控中具有极高的应用价值。

当前除了Pelco系列的云台摄像机支持扩展的PELCO-D绝对定位协议外，更有一些日系的云台摄像机厂商，如日本肯高，更提供了达到0.001度甚至更高的定位精度，而这些优秀的特性只有在基于GIS为基础的“定量”监控应用中才能发挥真正的效力，而正是这种“定量”的安防应用，才使安防行业看得更远，看得更好。

如果向更深层次发展，当前广泛被讨论的“大安防”应用模式更是离不开GIS的基础平台。所谓大安防的解决方案实际是把定位应用、报警应用、视频应用等多技术门类综合在一起以实现一个特定的用户需求。以雷达周界为例，利用雷达对目标定位并实时提供入侵者目标地理位置的特性实现视频摄像机追踪复核并报警的管理目标。

这是一种典型的多技术应用，其中雷达作为一个可提供“定量”信息的设备，把入侵者从入侵前到入侵后的轨迹以位置点的信息提供给计算机系统，而计算机系统则需要通过“一种特定的技术手段”把这个位置信息“翻译”为云台摄像机所能识别的角度和距离信息，而云台摄像机则是根据它所能识别的角度和距离信息不断地精确调整所看的位置才能以连续的形态追踪到入侵者，从而给安防管理人员以判断和处理的依据。

而这个“特定的技术手段”实际上就是GIS，GIS把雷达提供的入侵者的位置“翻译”为一个地理坐标，并通过计算形成摄像机所能识别的角度信息，这样才能让摄像机始终地追踪该目标。可见这种把周界管理从“线”扩展到“面”并提供事前、事中和事后判断的能力其基础在于GIS。

从本世纪初，到今天，安防已经从纯弱电应用走向数字化应用，可以预见，在未来的5-10年内，安防应用将完全摆脱传统弱电的形态而形成一种以IT技术为主导的全数字化的工程门类。IT技术中的大量概念和技术会不断地渗透入安防应用，无论是基于图像的数字处理还是基于位置的GIS管理，都将是安防领域一项重要技术手段，IT应用中“数字”、“定量”的概念将逐步改变安防的基础理念，“定量”会使安防变得更加精确和快捷，而其中位置的“定量”应用无疑就是GIS，地理信息系统。