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1、 404基于 ArcGIS Engine 的城市警用 地理信息系统的设计与实现 基于 ArcGIS Engine 的城市警用 地理信息系统的设计与实现 郭建忠 王 强 信息工程大学测绘学院 河南郑州 450052 摘要：本文在介绍城市警用地理信息系统系统的结构和功能的基础上，简述了用 VC+编程语言建立基于 ArcGIS Engine 应用程序的思路和方法。关键词：组件对象 地图控件 接口 Abstract:On the basis of introducing the frame and function of urban Police GIS,it forms the method and
2、 thought of building application using ArcGIS Engine in VC+programming environment.1.前言 随着我国社会经济的不断发展，社会治安面临日益严峻的挑战，如何利用信息技术手段有效地进行管理、指挥、调度是公安信息化建设的关键。近年来，地理信息系统在我国许多行业得到了广泛的应用。由于地理信息系统具有把各类信息置于空间分布中进行综合分析和管理的能力，十分符合公安系统业务特点。警用地理信息系统能够为报警定位、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、形象化、数字化的管理手段，使公安部门处理信息的方法和手段建
3、立在空间地理信息的背景下，从而可以提高更加迅速、准确的接、处警能力。本文简述了城市警用地理信息系统系统的结构和功能，以及用 VC+编程语言建立基于ArcGIS Engine 应用程序的思路和方法。2.ArcGIS Engine 简介 ArcGIS Engine 是与 ArcGIS 9.0 同时推出的独立的软件开发工具。可以脱离 ArcGIS Desktop 环境进行应用程序开发。ArcGIS Engine 提供了 21 个组件对象库，其中基本的有图形库 esriGeometry、显示库esriDisplay、制图库 esriCarto 等，扩展的对象库例如三维分析库 esri3DAnalyst
4、、网络分析库 esriNetworkAnalyst 等。这些组件对象库对 ArcGIS 底层功能进行了封装，使 GIS 开发人员能够集中精力按照应用需求进行开发。ArcGIS Engine 是按照 COM 标准实现的，支持跨平台和多种编程语言的开发，在 WINDOWS下支持 C+、Java、.NET 等，在 UNIX 和 LINUX 下支持 C+和 Java，所以可以选择多种开发方式。同 ArcObjects 相比，ArcGIS Engine 是对 ArcObjects 的提炼和简化，ArcObjects 是ArcMap,ArcCatalog 等应用程序的基础，所以必然结构庞大。脱离了 Arc
5、GIS 桌面软件的 405ArcGIS Engine 结构更加合理，其提供的功能完全能够满足各种层次的开发需要，而且保持了开放性和扩展性。采用 ArcGIS Engine 开发作为开发工具的优势在于，这是目前已经很成熟的组件式开发方式，可以充分利用 ArcGIS 在 GIS 开发方面的基础结构，适合构建面向应用的系统。3.系统的总体设计 3.1.设计依据 公安部于 2005 年颁布了警用地理信息系统系列标准规范，其中包括“城市警用地理信息属性数据结构”、“城市警用地理信息数据组织及数据库命名规则”、“城市警用地理信息数据分层及命名规则”、“城市警用地理信息专题图与地图版式”等一系列行业标准。系
6、统严格依据这些标准来组织数据、定制功能，设计数据库和接口，使系统具有良好的规范性和可扩展性。3.2.系统结构 系统直接运行在公安三级网络环境中，为了满足不同层次的需求，采用 B/S 和 C/S 相结合的方式。数据库系统采用 Oracle9i，在市局建立数据服务器，数据统一集中存储，以保持数据一致性。服务器端用 ArcSDE 作为空间数据引擎。另外用 ArcIMS 配置网络服务器，普通用户可以直接用网络浏览器完成阅读地理空间数据、查询目标位置、查询要素属性等基本功能。ArcGIS Engine 开发的针对应用的客户端程序部署在接警台、专业部门、数据维护和录入部门，来完成报警定位、专题信息查询分析
7、、数据更新等功能。系统的总体结构如下图：基础空间数据库警务数据库 专题数据库多媒体数据库数 据 层业 务 层ArcIMS 服务器信 息 发 布查 询 检 索(B/S)客户端浏览器(C/S)客户端应用程序表 现 层 报 警 定 位专 题 统 计查 询 检 索数 据 更 新ArcSDE 空间数据库引擎 406 3.3.空间数据的组织 城市基础空间数据采用矢量和影像数据结合的方式。矢量数据有 1:12000 和 1:2000 两种比例尺，1:12000 矢量数据是扫描数字化得到的，1:2000 矢量数据是 MicroStation 的 dgn格式经过转化处理得到。影像数据是分辨率为 0.6 米的遥感
8、影像。采用两种比例尺矢量数据的优点在于能够在地图缩放时进行切换，使显示效果符合视觉习惯。影像地图比普通地图更加直观，将警务数据（如：报警地点、案发地点）以影像地图为背景显示，对于不了解地图规则的使用者也可以很好地进行阅读。4.系统的主要功能 4.1.报警定位 接警、转警是 110 指挥中心的主要工作之一，系统通过在遥感影像上显示报警位置并自动转警来辅助指挥。固定电话报警时，先由接警台将电话号码传回电信部门，电信部门根据电话分线盒位置数据库将报警电话门牌号码、机主姓名传给接警台，系统通过公安局门牌号码库的地址坐标将电话定位到影像上。对于移动电话，电信部门则根据基站位置进行交会再将报警坐标和机主姓
9、名传给接警台，系统进行坐标变换之后定位。同时，系统根据报警电话的位置与派出所的管辖范围匹配，通过网络将报警信息直接传递给所属派出所，以便在第一时间内快速处警。4.2.警力监控 交、巡警的警力部署和监控，是应对突发事件，快速指挥调度的关键。系统采用在巡逻、执勤的车辆上安装 GPS 接收机进行定位，使警力的部署一目了然。具体方法是采用目前比较成熟的 GPS+GPRS 方式，将接收到的经纬度坐标用短信的方式发送给指挥中心，系统对不断更新的位置信息跟踪显示。ArcMap 中的扩展模块 Tracking Analyst 就是针对动态的数据进行跟踪显示的，但在ArcGIS Engine 中无法使用，所以仿
10、照其原理用 ILayer 接口建立一个自定义图层，用高亮的扫描地图数字化 CAD 数据源遥感影像1:12000 矢量图 影像拼接仿射变换1:2000 矢量图格式转换、图幅拼接、坐标转换 基础空间数据库 407点状符号和注记显示警力分布和动态变化，以一定时间间隔刷新该图层或是当侦听到位置坐标消息变化时随即刷新。要注意的问题是需要给跟踪图层分配专属的缓存：ILayerPtr ipCustomLayer(CLSID_FeatureLayer)；ipCustomLayer-put_Cached（VARIANT_TRUE）；这样在刷新时只要单独刷新这一层就可以了，否则会造成其它要素尤其是注记（Label
11、）的闪烁。4.3.预案标绘 利用GIS建立预案是警用地理信息系统中的普遍需求，以地图为背景直接制作各种预案，首先需要制作符合公安行业信息标准的图示符号，如进攻路线、警车、控制区、疏散路线等。制作预案符号可选的方法有：在 ArcMap 中用符号编辑工具制作简单的点、线、面状符号，保存成样式（Style）文件就可以提供给系统使用。这种方式不需要特殊工具软件，不需要开发，但是仅限于一般性的符号。用字体编辑工具（如 Font Creator）绘制符号,保存成字体文件使用，这种方法比较灵活，适合于复杂的、专用的点状标识符号，如放射性物质 在程序中自定义矢量标绘符号，这种方法最灵活，但是需要编程实现。利用
12、已有的军用、警用标号库，适当添加、修改，用绘图接口实现整合。可以考虑需要对几种方法结合使用，前两种方法可以统一成样式文件，后两种方法可以统一成标号控件的形式。4.4.犯罪分析 案件的统计、分析、预测都是与空间关系紧密相连的，系统集成了近十年的刑事、治安案件数据库，对于每宗案件都详细记录其发生地点（通过地址匹配对应到门牌号码）、案件性质、涉案人员及其情况、案发时间等。可以完成的统计分析功能包括以一定的空间区域为单位，可以是派出所或分局管辖区域，可以是某个单位或场所的周边区域，用叠置分析、缓冲区分析的方法分析：某种案件的案发率，各种案件的比例关系 某种案件的案发地点与特定场所的关系，如娱乐场所、酒
13、店 某种案件同另一种案件在案发地点上的关系，如枪击案件同毒品交易的联系 某种案件的发生同特定人群的关系，如暂住人口密集区的高发案件 某种案件的案发高峰时间分布 5.系统的实现 系统在 VC+6.0 编程环境下进行 ArcGIS Engine 的开发，系统的开发工作主要包括：1)与网络数据库的通信 2)地图基本显示和操作 3)警务应用模块的实现 4)统计分析、打印报表 408首先建立基于 FormView 的单文档应用程序，在预编译文件 stdafx.h 中引入esriSystem.olb、esriSystemUI.olb、esriGeometry.olb、esriDisplay.olb、esr
14、iGeoDatabase.olb、esriCarto.olb 六个最基本的、必需的对象库，此外还要根据需要添加如 esriDataSourcesGDB 等针对不同应用的对象库。添加 MapControl、ToolbarControl、TocControl 三个控件到工程中，调整控件之间的位置关系，使其适应程序窗口的大小和变化。设置 ToolbarControl 和 TocControl 的关联控件为 MapControl，向 ToolbarControl 中添加通用的地图操作工具。建立 ATL 工程，实现 esriSystemUI 中的 ICommand、ITool 等接口，制作命令和工具按钮
15、(如:量算功能、影像切换等)，将编译生成的 dll 组件注册添加到注框架工程中。基本的地图功能主要实现的接口有 IMap、IActiveView、IDocument、ILayer 等。连接数据库时主要实现 esriDataSourcesGDB 类中的接口。5.结束语 本文简述了建立警用地理信息的设计与实现方法，技术上选择用较成熟的 ArcGIS Engine 作为开发工具，避免了从底层开发网络应用和数据库技术，为扩展警务专业应用提供了空间。系统有待进一步开发与交通指挥、医疗急救等系统的集成，以便于公共安全部门在应对重大突发事件时统一指挥、合理调度。在与其他系统进行集成后，考虑将现在的集中式数据库转为分布式数据库系统。参考文献 1 ArcGIS Engine Developer Guide ESRI Inc.2004 2 警用地理信息系统系列标准规范 公安部 2005 3 地理信息系统原理、方法和应用 邬伦等 北京：科学出版社，2001