警用移动GIS系统的设计与实现

摘要：该文将移动GIS技术应用在警务领域中，根据警务工作的现状和发展需要，提出了警用移动GIS系统的架构和设计方案。最后，利用ArcPad二次开发技术，通过Visual 平台实现了警用移动GIS系统的初步开发。

关键词：移动GIS；嵌入式系统；警务；智能手机

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)21-5252-03

城市的现代化发展对公安工作提出了越来越高的要求，传统管理模式已经满足不了社会治安管理和社会应急联动的需要，特别是可视化管理需求越来越迫切。警用地理信息系统是在视频监控系统的基础上提出来的，它是视频监控系统更高级的应用。它能够帮助各级公安机关在维护社会治安警务行动中进行快速、有效的分析、查询大量数据信息，并以地图方式显示结果，将传统的数据库带入可视化空间中，有效弥补公安机关常规信息化应用系统中分析数据的局限性，使得各级公安机关对各个方面的情况有一个全面直观的了解，统筹安排，大大提高了治安管理现代化警务运作机制和辅助决策水平。综合警用地理信息系统将利于公安工作更有效的利用警力、信息、资源等。将地理信息系统引入公安，为指挥调度、交通管理、消防管理、犯罪分析、治安防范、户籍管理、综合决策分析等方面提供可视化、数字化的管理手段，建立高速度、高质量的以空间地理信息为背景的警用综合信息系统，使公安系统信息处理方法、手段得以革新和普及，使其具有更为及时、迅速、准确的处警能力。近年来，随着移动终端设备如智能手机的兴起，给GIS的应用带来巨大发展。地理信息系统的运行环境从传统的PC发展到智能手机这一新载体，突破了常规警务的空间限制，使移动警务办公成为现实，为工作带来了便利，提高了实战能力。

1系统设计

1.1系统需求分析

公安业务涉及的范围很广，治安、户政、交警、巡警、刑侦、网警等各个警种均各有自己的业务范围，要建设一套覆盖公安主要业务、适合各个警种业务流程的警用移动GIS综合系统是一个庞大复杂的工程。那么如何规划和构建系统软、硬件环境网络应用平台？一个思路是，从GIS的功能出发，分析警用地理信息系统的生存周期，通过对现行警务工作的工作任务、信息来源、组织方式、业务流程等方面的调研，明确系统首先重点解决的问题是提高警务工作效率、快速合理调度警力。根据未来警务工作发展需要，结合智能手机的有关技术性能，其中GIS传统功能需求如下：

1）GIS基本功能：地图的基本显示和操作、浏览和测距、图层控制、文字标注图层开关、对象提示、鹰眼功能2）基本编辑功能：地图编辑、属性数据编辑

3）地图查询功能：支持列表选取、音头查询、直接点取查询等方式

4）数据采集、管理、维护功能：数据采集、数据维护更新、数据维护处理、数据交换与分发

1.2系统架构设计

如图1所示，系统由移动终端（智能手机设备＋终端应用程序）、3G通信网络、电信无线接入网（公安外网）、安全隔离网闸、公安信息网（公安专网＋服务器端系统）组成。警用移动GIS系统的服务中心平台由GIS应用服务器、空间数据服务器、信息查询服务器、指挥调度中心和其它服务器组成。其中，GIS应用服务器主要提供空间分析、空间数据更新和空间数据下载以及查询操作等服务。空间数据服务器是系统的存储中心，主要负责对空间数据进行有效管理，是GIS应用服务器进行信息服务的数据来源。

如图2所示，系统的软件部分是基于ArcPad以及相关技术的，设计目的是方便快捷的进行数据采集、定位、查询、指令调度等，在完成简单的操作时系统不需要与服务器端进行交互。

2系统主要功能实现

2.1地图基本功能

本系统通过ArcPad AppliCation Buider 7.0开发，实现了基本的地图操作：变量缩放、平移与漫游，缩放至所有层均可见的宽度，漫游至通过属性查找选择的属性点上。

除了基本的地图功能，由于受智能手机屏幕大小的限制，还要做好标注的分级显示。因为若把地图数据包含的所有信息在同一比例下显示出来，会出现图像交叉显示，造成使用者视觉疲劳，为了避免这样的情况出现，且使用者可以直观看到所需信息，需控制地图的图层按比例尺分级显示。这样，可以实现对地图上各标注图层的分级显示，建筑物、河流，行政区域等标注可以按照比例

尺的大小顺序依次显示，以确保各个标注层的字符不会有重叠，保证界面整洁美观。

2.2数据采集功能实现

采集点数据输入模块是系统中数据输入的模块，主要包括数据收集时间，编码，名称等字段的输入，并具有保存的功能，而数据修改功能模块主要功能是从数据库里提取输入数据进行修改，并可以把数据上传到服务器。该模块的实现通过ArcPad AppliCation Buider 7.0生成applets.apa文件，然后编写vbscript代码进行定制。

2.3 GPS定位

移动GIS系统工作流程是GPS接收机通过COM6串口将GPS数据传递到智能手机中的GIS程序，由程序对GPS数据的位置信息（经纬度、海拔等）进行解析，获得目标物的位置和时间，再经过相应的坐标转换后，在电子地图上显示出来。一般，GPS接收机具有使用RS-232通信协议的串行通信口，通过异步串行方式和编写相应的串口通信程序即可实现GPS和智能手机之间的通信。有两点需要注意的，一是GPS接收机接收到的时间是格林尼治时间，它与北京时间相差9个小时，所以必须加8才是标准时间。二是接收到的坐标是WGS84坐标，还要转换成系统所使用的坐标。

2.4智能手机与服务器端安全通讯实现

公安数据保密要求决定了移动GIS系统的接入必须可靠、安全，系统采取了两个手段来保证安全性能。一是智能手机与服务器端通过电信提供的VPN，即通过3G利用VPTN（VirtualPrivateDial-Network）业务，接入服务器。二是在服务器端收到智能手机的查询等指令后，由防火墙（或网关）进行身份认证、病毒和入侵检测，再到达公安内部网的应用服务器进行应用处理。移动GIS的服务器端，将“在逃人员”、“盗抢机动车”等公开信息放置在外网数据库，该数据库和公安内网数据库保持同步刷新。三是采用RDA(Re mote Data Access)方式进行智能手机端的SQL CE与服务器端的SQL SERVER之间的数据库同步。RDA方式原理如图4所示。