基于GIS的智慧校园监控系统

◆马富达 郑　辉 周晓敏

基于GIS的智慧校园监控系统

◆马富达 郑辉 周晓敏

（西南民族大学计算机科学与技术学院 四川 610041）

网络地理信息系统已然成为当前GIS技术热点，本文探讨在智慧校园视频监控系统中的WebGIS技术应用。包括采集点建立、采集点通信连接、采集点管理、实时监控等多方面的应用，为用户提供空间性的视频监控信息监控快速调取实时图像功能。研究以数据服务器以及Web服务器的建立为基础，以校园WebGIS数据库建立校园三维地图。

WebGIS；智慧校园；Supermap IS；Java EE；Javascript

0 引言

教育对社会的发展至关重要，社会对学校能否保持正常的教学秩序非常关注。智慧校园逐渐成为当前学校发展的必然趋势。实现智慧化校园，以推动信息现代化。

基于实景校园的三维地图为管控场景，有利于学校管理人员在三维角度上实景查看校园内的全貌；基于地理位置的智慧校园的视频监控，有利于学校管理人员实时查看校园内各处的视频内容，便于学校管理人员加强学校安全力度。

将网络技术以及GIS技术有机结合，集成GIS的功能，并通过网站作为载体提供可视化视窗界面，并且通过简单的操作，就可以实现。基于GIS的智慧校园视频监控系统项目就此诞生了[1]。

1 WebGIS概述

1.1 WebGIS的定义

WebGIS即GIS+万维网，是GIS的一种广域网环境应用，目的是实现控件信息网络化。通过万维网使其演变成一种大众的信息工具，从任意网络边缘节点都可浏览分布各式的、具有超媒体特性的地理空间数据及属性数据，进行地理空间分析、查询，以及智能辅助方案。其不仅提供给用户矢量化空间信息，还有遥感影像、动态视频、文字说明等多种信息。

1.2 WebGIS的特点

与传统的地理信息系统比较，万维网地理信息系统具有四个特点：更广泛的客户访问范围、客户端平台独立性、更简单的操作、平衡高效的计算负载[2]。

2 设计思路

通过使用WebGIS软件的平台和主要的构造法比较，选用Supermap IS 9.0.7127.10216[3]作为WebGIS Server；Tomcat 9.0作为Web服务平台；Microsoft SQL Server 2008 R2作为空间信息和属性信息数据库；使用Java EE结合JavaScript、HTML等语言进行系统开发。

3 技术分析

3.1 地图数据部分

针对地图部分，通过无人机采集了南充市某一所高校的碎片化地理信息数据。通过Context Capture[4]软件将无人机采集的JPG类型的文件进行处理，生成带有地理信息数据的OSGB格式的倾斜摄影模型。

3.2 数据库部分

数据库分为两个部分。其一为“客户端”部分，用于登录部分的用户信息，相关权限管理以及视频流传输部分数据的存储。以“id”作为数据库用户信息表的主键索引。其二为“地理数据地图”部分，以空间数据、属性数据为主。空间数据通过Supermap iDesktop 8C直接生成，每一个数据集都将保存为一个表存放在数据库中，属性数据则主要由信息数据、信息点数据、探头数据构成。其中信息数据为关键数据，它记录了信息点在空间中的位置以及相关的信息。

3.3 建筑单体化

在Supermap iDesktop 8C中，WebGL客户端“模型单体化”菜单下，倾斜摄影数据处选择倾斜摄影配置文件，同时设置生成单体的目标路径，通过WebGL客户端“生成S3M数据”菜单，生成S3M数据的目标路径。将生成的S3M文件以及加载缓存文件结合便可实现建筑单体化效果。

3.4 可视化界面部分

可视化界面主要是由Java EE编写的JSP形式的动态网站，并且使用JavaScript将所有的地图接口调用方法实现，数据库部分则是利用JSP后端功能连接。在编译难度上，由于大部分的地图操作方式都是借用WebGIS软件Supermap上的方法，使得开发周期缩短，主要难度偏向于用户管理的部分，以及与数据库的交互部分。

在前端界面上，实现了三维地图中建筑的“测距，测高度，测面积”的功能。每个功能按钮绑定一个click触发函数，如测距函数：new Cesium.MeasureHandler(viewer,Cesium.Mea- sureMode.Distance,clampMode)。通过监听handlerDis. measureEvt.addtListener（）函数的触发，从而调用数学的计算方法去计算距离/面积/高度。并且通过handlerDis.activeEvt.addEventListener（）监听获取触发器的状态函数来处理界面显示所需处理的问题。

3.5 监控部分

实现监控部分的物理设备选用的是海康威视的监控探头，并且通过其公司提供的SDK[5]实现我们所需要的所有功能，以及高速的图像传输、存储。并且支持1项行为分析，3项异常侦测（网络异常、设备异常、监控异常），1项统计功能。并且具有断网续传功能保证录像不丢失，配合Smart NVR/SD卡实现事件录像的智能后检索、分析和浓缩播放。

3.6 后端整体建设

后端整体采用企业级SSH（Spring4.0 + Struts2 + Hibernate）框架进行部署，轻量化数据库组件以及整合页面设计，可以轻松部署，分体维护，分体开发，便于后期工程师进行维护以及再开发。

4 技术关键点

4.1 目标定位功能实现

在系统中，定位函数为MapSeek（strLayer，strID，strMode，objStyle，dScale）函数，该函数第一个参数，为目标的图层；第二参数为所期望访问的目标构成空间对象的ID；第三参数则标记了对象的高亮风格；第四参数为定位用的比例尺（它的参数为零时，保持比例尺不变，即是参数为零时不起作用）。该函数缺少元素，不能进行详细的定位，所以追加定义Position（Map，Layer，Smid，mapscale）函数[6]，其函数属性分别为地图名称、图层名称、空间对象的SMID，定位比例尺。该函数直接对指定位置和地图是否发生了变更，若找到了指定的信息点，则利用MapSeek函数对目标进行定位，并且通过内嵌的新窗口实现定位。

4.2 空间数据与属性数据的关联

由于空间数据以及属性数据的分离存放，最终需要通过SQL语句将其关联起来，能让空间数据获取到需要的属性信息。因此，专门设置了Info表单，通过其中的“smid”字段进行关联，利用Java EE新建视图并查询关联表的信息，就可将两张表进行关联。

5 总结

智慧化生活离我们日常生活越来越近，以基于地理信息技术的视频监控平台来实现智慧化校园，可以极大地解决校园中安全监视的问题。此后，在此基础上进行的二次开发也将会有较大的市场。校园地图的漫游、查看教室的使用情况以及教师对上课率的查看等等，都将提供便利。智慧化校园，必将是未来校园演变的重要组成部分。

[1]宋金玲，肖寒，盛业华.GIS在数字校园中的应用[J].北京测绘，2002.

[2]中国科学院地理信息产业发展中心，http://www.supermap.com.cn.

[3]北京超图地理信息技术有限公司.开发SuperMap IS.背景超图地理信息技术有限公司.

[4]Bentley提供技术与服务的支持使用 https://www.bentley.com/zh/products/brands/contextcapture.

[5]海康威视公司技术与服务支持及相关知识库. http://www.hikvision.com/cn/support_list_54.html.

[6]唐丰.校园Web GIS开发与实践[J].徐州师范大学城市与环境学院.

西南民族大学国家级创新项目——《基于GIS的智慧校园监控系统》（项目编号：201810656082）。