CN113868320A - 一种基于gis空间搜索和线性排序的视频巡防方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于GIS空间搜索和线性排序的视频巡防方法和系统，终端将巡防路线或者特定对象轨迹对应的坐标点位数据发送给服务器；服务器将坐标点位数据转换为指定的数据格式，将巡防线路或者特定对象轨迹转换为多线段；通过GIS空间搜索算法，搜索出巡防线路或者特定对象轨迹相关的视频设备；计算上述视频设备的点位与多线段的构造点之间的距离，通过回归点排序和分类排序，得到最终的排序结果；服务器按照最终的排序结果将点位数据发送给终端，终端按顺序展示周边的视频设备。在大范围内准确筛选出既定路线上的相关设备点位，使巡防人员准确关注到重点区域的情况，并及时响应；只需要做出线路规划，就能得到排序后的周边设备，做到有序巡防。

Description

一种基于GIS空间搜索和线性排序的视频巡防方法和系统
技术领域
本发明涉及视频巡防技术领域，特别是涉及一种基于GIS空间搜索和线性排序的视频巡防方法和系统。
背景技术
近年来，随着物联网技术的日趋成熟，视频监控在安防领城得到了大规模应用。安防技术快速进步不仅有效支撑了"平安城市""雪亮工程"建设，而且加速融入了智慧城市，成为了城市高效管理、服务社会民生的重要技术支撑。而视频巡防也逐渐成为目前应用十分广泛巡防方式，与人员巡防相结合，在维护城市安全方面起到了重要作用。
现有的视频巡防方法是通常有两种：
1、全量展示所有视频监控设备，巡防人员通过查看不同的监视窗口，了解整体情况。
2、人为的选择相关视频监控设备，查看所选的实时视频，了解部分区域情况。
现有的视频巡防方法存在技术缺陷：
(1)全量展示的方式会受到监视器数量、网络带宽等硬件性能的限制，只能在极小范围内实现。并且巡防人员无法准确关注到重点区域的情况，无法做出及时响应。
(2)人为选择相关监控点位的方式会受到人员对业务区域熟悉程度的影响，并且所选的点位均是无序，无法依据既定路线做出有序巡防。
(3)上述两种方式均有消息滞后、无法提前规划布控的风险，对于城市应急、重点人员追踪等场景无法做出及时的响应。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于GIS空间搜索和线性排序的视频巡防方法和系统，基于对园区乃至城市级别的视频监控设备的管理，提前规划既定路线，通过GIS的空间搜索算法，可以搜索出规划线路上相关的监控设备，再利用垂直求交的方式使点位做线性回归，并对其进行排序，实现对重点区域的提前布控，保证巡防任务的可规划性、时效性和有序性。
为了达到上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下：
一种基于GIS空间搜索和线性排序的视频巡防方法，具体包括以下步骤：
S1，规划巡防路线，存储视频设备点位数据；
S2，终端将巡防路线或者视频设备捕获到的特定对象轨迹所对应的坐标点位数据发送给服务器；
S3，服务器将接收到的坐标点位数据进行标准化操作，转换为指定的数据格式，将巡防线路或者特定对象轨迹转换为多线段；
S4，通过GIS空间搜索算法，搜索出巡防线路或者特定对象轨迹相关的视频设备；
S5，计算上述视频设备的点位与多线段的构造点之间的距离，通过回归点排序和分类排序，得到最终的排序结果；
S6，服务器按照最终的排序结果将对应视频设备的点位数据发送给终端，终端按顺序展示巡防线路或者特定对象轨迹周边的视频设备。
优选的，步骤S2中若视频设备捕获到特定对象轨迹，则终端将其对应的坐标点位数据按照时间戳确定先后顺序后发送给服务器。
优选的，步骤4具体包括以下步骤：
为实例化的多线段添加缓冲区，执行反投影转换，转换公式为R＝D/(2*π*r*360)，R＝转换后的地理弧度；D＝转换前的投影距离；r＝地球平均半径；
根据转换后的地理弧度建立路线缓冲，并将存储的所有视频设备点位数据标准化，实例化为几何点，用于空间分析；
通过GIS空间搜索算法，筛选出巡防线路或者特定对象轨迹设定范围内的视频设备。
优选的，步骤S4中GIS空间分析采用空间数据库对应的空间函数。
优选的，步骤5具体包括以下步骤：
计算筛选出的视频设备的点位与多线段的构造点之间的距离，
Figure BDA0003289649540000021
d＝弧度距离；x＝精度；y＝纬度；
通过回归点排序实现第一次排序，以所属回归点为排序依据，得到线路各构造点所包含的设备组；
通过分类排序实现第二次排序，将设备点分为两类处理，第一类为回归点非线路最后一个构造点的视频设备，回归点相同的，取其与下一个构造点的距离，距离远的排在前，近的排在后，得到组内顺序；第二类为回归点是线路最后一个构造点的视频设备，取其与上一个构造点的距离，距离近的排在前，远的排在后，得到组内顺序；
第一次排序结果与第二次排序结果组合为最终的排序结果。
一种基于GIS空间搜索和线性排序的视频巡防系统，包括终端、服务器和视频设备，所述服务器预先存储视频设备点位数据；所述终端用于预先规划巡防路线，将巡防路线或者视频设备捕获到的特定对象轨迹所对应的坐标点位数据发送给服务器；
所述服务器用于将接收到的坐标点位数据进行标准化操作，转换为指定的数据格式，将巡防线路或者特定对象轨迹转换为多线段；通过GIS空间搜索算法，搜索出巡防线路或者特定对象轨迹相关的视频设备；计算上述视频设备的点位与多线段的构造点之间的距离，通过回归点排序和分类排序，得到最终的排序结果；按照最终的排序结果将对应视频设备的点位数据发送给终端，终端按顺序展示巡防线路或者特定对象轨迹周边的视频设备。
优选的，终端将视频设备捕获到的特定对象轨迹所对应的坐标点位数据发送给服务器具体指的是若视频设备捕获到特定对象轨迹，则终端将其对应的坐标点位数据按照时间戳确定先后顺序后发送给服务器。
优选的，通过GIS空间搜索算法，搜索出巡防线路或者特定对象轨迹相关的视频设备具体指的是：
为实例化的多线段添加缓冲区，执行反投影转换，转换公式为R＝D/(2*π*r*360)，R＝转换后的地理弧度；D＝转换前的投影距离；r＝地球平均半径；
根据转换后的地理弧度建立路线缓冲，并将存储的所有视频设备点位数据标准化，实例化为几何点，用于空间分析；
通过GIS空间搜索算法，筛选出巡防线路或者特定对象轨迹设定范围内的视频设备。
优选的，GIS空间分析采用空间数据库对应的空间函数。
优选的，计算上述视频设备的点位与多线段的构造点之间的距离，通过回归点排序和分类排序，得到最终的排序结果具体指的是：
计算筛选出的视频设备的点位与多线段的构造点之间的距离，
Figure BDA0003289649540000031
d＝弧度距离；x＝精度；y＝纬度；
通过回归点排序实现第一次排序，以所属回归点为排序依据，得到线路各构造点所包含的设备组；
通过分类排序实现第二次排序，将设备点分为两类处理，第一类为回归点非线路最后一个构造点的视频设备，回归点相同的，取其与下一个构造点的距离，距离远的排在前，近的排在后，得到组内顺序；第二类为回归点是线路最后一个构造点的视频设备，取其与上一个构造点的距离，距离近的排在前，远的排在后，得到组内顺序；
第一次排序结果与第二次排序结果组合为最终的排序结果。
本发明的有益效果在于：
1、可以在大范围内准确筛选出既定路线上的相关设备点位，使巡防人员准确关注到重点区域的情况，并做出及时响应。
2、巡防人员无需对所有区域都十分熟悉，只需要做出线路规划，就能得到排序后的周边设备，做到有序巡防。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种基于GIS空间搜索和线性排序的视频巡防方法的流程图；
图2是本发明一种基于GIS空间搜索和线性排序的视频巡防系统的原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提出了一种基于GIS空间搜索和线性排序的视频巡防方法，具体包括以下步骤：
S1，规划巡防路线，存储视频设备点位数据；
S2，终端将巡防路线或者视频设备捕获到的特定对象轨迹所对应的坐标点位数据发送给服务器；
步骤S2中若视频设备捕获到特定对象轨迹，则终端将其对应的坐标点位数据按照时间戳确定先后顺序后发送给服务器。
S3，服务器将接收到的坐标点位数据进行标准化操作，转换为指定的数据格式，将巡防线路或者特定对象轨迹转换为多线段；
S4，通过GIS空间搜索算法，搜索出巡防线路或者特定对象轨迹相关的视频设备；
步骤4具体包括以下步骤：
为实例化的多线段添加缓冲区，执行反投影转换，转换公式为R＝D/(2*π*r*360)，R＝转换后的地理弧度；D＝转换前的投影距离；r＝地球平均半径；
根据转换后的地理弧度建立路线缓冲，并将存储的所有视频设备点位数据标准化，实例化为几何点，用于空间分析；
通过GIS空间搜索算法，筛选出巡防线路或者特定对象轨迹设定范围内的视频设备。
优选的，步骤S4中GIS空间分析采用空间数据库对应的空间函数。具体的，GIS空间分析可以使用空间数据库自带的空间函数，如MySQL、postgreSQL。
S5，计算上述视频设备的点位与多线段的构造点之间的距离，通过回归点排序和分类排序，得到最终的排序结果；
步骤5具体包括以下步骤：
计算筛选出的视频设备的点位与多线段的构造点之间的距离，
Figure BDA0003289649540000051
d＝弧度距离；x＝精度；y＝纬度；
通过回归点排序实现第一次排序，以所属回归点为排序依据，得到线路各构造点所包含的设备组；
通过分类排序实现第二次排序，将设备点分为两类处理，第一类为回归点非线路最后一个构造点的视频设备，回归点相同的，取其与下一个构造点的距离，距离远的排在前，近的排在后，得到组内顺序；第二类为回归点是线路最后一个构造点的视频设备，取其与上一个构造点的距离，距离近的排在前，远的排在后，得到组内顺序；
第一次排序结果与第二次排序结果组合为最终的排序结果。
S6，服务器按照最终的排序结果将对应视频设备的点位数据发送给终端，终端按顺序展示巡防线路或者特定对象轨迹周边的视频设备。
以下为本发明的一个具体实施例：
S1和S2，线路来源：由客户端使用者规划的巡防既定路线，或由采集设备捕获到的重点人员轨迹，包含了一组由经纬度信息构成的坐标点位，并且以时间戳为依据确定了先后顺序，将这些数据以json格式发送到服务端进行处理。
S3，数据标准化：服务端接收到数据后，通过开源SDK—GeoTools进行标准化，转换成指定的Geometry格式，该种格式支持点、线、面、多线、多面等多种类型的实例化，线路轨迹可以实例化成常用的Polyline。
S4，GIS空间分析：先为实例化后的Polyline添加buffer，因为常用的经纬度是地理坐标，而实际应用中我们通常是以半径xx米的范围去搜索周边设备，这是投影坐标上的单位，需要做反投影转换。转换公式如下：
R＝D/(2*π*r*360)
R＝转换后的地理弧度；D＝转换前的投影距离；r＝地球平均半径；取常量6371004；
转换得到地理弧度后，以此建立路线buffer，并从数据存储中取出所有设备点位数据做标准化，实例化成常用的Geometry Point，与其做空间分析。本方法使用GeoTools自带的空间算法intersects，筛选出设定范围内的设备。
S5，线性排序：将筛选好的设备与线路轨迹Polyline的构造点逐个计算距离，使用Geometry实例化后内置的distance方法。算法原理公式如下：
Figure BDA0003289649540000061
d＝弧度距离；x＝精度；y＝纬度。
得到设备点与线路构造点的所有距离后，选择最近点为回归点并记录。第一次排序，以所属回归点为排序依据，得到线路各构造点所包含的设备组。第二次排序，需要将设备点分为两类处理。第一类为回归点不是线路最后一个构造点的设备，回归点相同的，取其与下一个构造点的距离，距离远的排在前，近的排在后，得到组内顺序；第二类为回归点是线路最后一个构造点的设备，取其与上一个构造点的距离，距离近的排在前，远的排在后，得到组内顺序。由此得到的回归点顺序+组内顺序就是最终的排序结果。
S6，将排序后的Geometry实例点解析，提取经纬度坐标，以Double格式存入对象中，按顺序排列为对象数组，以json格式返回到客户端展示。
SDK：一般指软件开发工具包。
GeoTools：一种开源的Java GIS工具包。
Geometry：一种地理数据类型。
Buffer：空间缓冲区。
如图2所示，本发明提出了一种基于GIS空间搜索和线性排序的视频巡防系统，包括终端、服务器和视频设备，所述服务器预先存储视频设备点位数据；所述终端用于预先规划巡防路线，将巡防路线或者视频设备捕获到的特定对象轨迹所对应的坐标点位数据发送给服务器；
所述服务器用于将接收到的坐标点位数据进行标准化操作，转换为指定的数据格式，将巡防线路或者特定对象轨迹转换为多线段；通过GIS空间搜索算法，搜索出巡防线路或者特定对象轨迹相关的视频设备；计算上述视频设备的点位与多线段的构造点之间的距离，通过回归点排序和分类排序，得到最终的排序结果；按照最终的排序结果将对应视频设备的点位数据发送给终端，终端按顺序展示巡防线路或者特定对象轨迹周边的视频设备。
优选的，终端将视频设备捕获到的特定对象轨迹所对应的坐标点位数据发送给服务器具体指的是若视频设备捕获到特定对象轨迹，则终端将其对应的坐标点位数据按照时间戳确定先后顺序后发送给服务器。
优选的，通过GIS空间搜索算法，搜索出巡防线路或者特定对象轨迹相关的视频设备具体指的是：
为实例化的多线段添加缓冲区，执行反投影转换，转换公式为R＝D/(2*π*r*360)，R＝转换后的地理弧度；D＝转换前的投影距离；r＝地球平均半径；
根据转换后的地理弧度建立路线缓冲，并将存储的所有视频设备点位数据标准化，实例化为几何点，用于空间分析；
通过GIS空间搜索算法，筛选出巡防线路或者特定对象轨迹设定范围内的视频设备。
优选的，GIS空间分析采用空间数据库对应的空间函数。
优选的，计算上述视频设备的点位与多线段的构造点之间的距离，通过回归点排序和分类排序，得到最终的排序结果具体指的是：
计算筛选出的视频设备的点位与多线段的构造点之间的距离，
Figure BDA0003289649540000071
d＝弧度距离；x＝精度；y＝纬度；
通过回归点排序实现第一次排序，以所属回归点为排序依据，得到线路各构造点所包含的设备组；
通过分类排序实现第二次排序，将设备点分为两类处理，第一类为回归点非线路最后一个构造点的视频设备，回归点相同的，取其与下一个构造点的距离，距离远的排在前，近的排在后，得到组内顺序；第二类为回归点是线路最后一个构造点的视频设备，取其与上一个构造点的距离，距离近的排在前，远的排在后，得到组内顺序；
第一次排序结果与第二次排序结果组合为最终的排序结果。
本发明的有益效果在于：
1、可以在大范围内准确筛选出既定路线上的相关设备点位，使巡防人员准确关注到重点区域的情况，并做出及时响应。
2、巡防人员无需对所有区域都十分熟悉，只需要做出线路规划，就能得到排序后的周边设备，做到有序巡防。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求书范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种基于GIS空间搜索和线性排序的视频巡防方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1，规划巡防路线，存储视频设备点位数据；
S2，终端将巡防路线或者视频设备捕获到的特定对象轨迹所对应的坐标点位数据发送给服务器；
S3，服务器将接收到的坐标点位数据进行标准化操作，转换为指定的数据格式，将巡防线路或者特定对象轨迹转换为多线段；
S4，通过GIS空间搜索算法，搜索出巡防线路或者特定对象轨迹相关的视频设备；
S5，计算上述视频设备的点位与多线段的构造点之间的距离，通过回归点排序和分类排序，得到最终的排序结果；
S6，服务器按照最终的排序结果将对应视频设备的点位数据发送给终端，终端按顺序展示巡防线路或者特定对象轨迹周边的视频设备。
2.根据权利要求1所述的一种基于GIS空间搜索和线性排序的视频巡防方法，其特征在于，步骤S2中若视频设备捕获到特定对象轨迹，则终端将其对应的坐标点位数据按照时间戳确定先后顺序后发送给服务器。
3.根据权利要求1所述的一种基于GIS空间搜索和线性排序的视频巡防方法，其特征在于，步骤4具体包括以下步骤：
为实例化的多线段添加缓冲区，执行反投影转换，转换公式为R＝D/(2*π*r*360)，R＝转换后的地理弧度；D＝转换前的投影距离；r＝地球平均半径；
根据转换后的地理弧度建立路线缓冲，并将存储的所有视频设备点位数据标准化，实例化为几何点，用于空间分析；
通过GIS空间搜索算法，筛选出巡防线路或者特定对象轨迹设定范围内的视频设备。
4.根据权利要求3所述的一种基于GIS空间搜索和线性排序的视频巡防方法，其特征在于，步骤S4中GIS空间分析采用空间数据库对应的空间函数。
5.根据权利要求1所述的一种基于GIS空间搜索和线性排序的视频巡防方法，其特征在于，步骤5具体包括以下步骤：
计算筛选出的视频设备的点位与多线段的构造点之间的距离，
Figure FDA0003289649530000011
d＝弧度距离；x＝精度；y＝纬度；
通过回归点排序实现第一次排序，以所属回归点为排序依据，得到线路各构造点所包含的设备组；
通过分类排序实现第二次排序，将设备点分为两类处理，第一类为回归点非线路最后一个构造点的视频设备，回归点相同的，取其与下一个构造点的距离，距离远的排在前，近的排在后，得到组内顺序；第二类为回归点是线路最后一个构造点的视频设备，取其与上一个构造点的距离，距离近的排在前，远的排在后，得到组内顺序；
第一次排序结果与第二次排序结果组合为最终的排序结果。
6.一种基于GIS空间搜索和线性排序的视频巡防系统，其特征在于，包括终端、服务器和视频设备，所述服务器预先存储视频设备点位数据；所述终端用于预先规划巡防路线，将巡防路线或者视频设备捕获到的特定对象轨迹所对应的坐标点位数据发送给服务器；
所述服务器用于将接收到的坐标点位数据进行标准化操作，转换为指定的数据格式，将巡防线路或者特定对象轨迹转换为多线段；通过GIS空间搜索算法，搜索出巡防线路或者特定对象轨迹相关的视频设备；计算上述视频设备的点位与多线段的构造点之间的距离，通过回归点排序和分类排序，得到最终的排序结果；按照最终的排序结果将对应视频设备的点位数据发送给终端，终端按顺序展示巡防线路或者特定对象轨迹周边的视频设备。
7.根据权利要求6所述的一种基于GIS空间搜索和线性排序的视频巡防系统，其特征在于，终端将视频设备捕获到的特定对象轨迹所对应的坐标点位数据发送给服务器具体指的是若视频设备捕获到特定对象轨迹，则终端将其对应的坐标点位数据按照时间戳确定先后顺序后发送给服务器。
8.根据权利要求6所述的一种基于GIS空间搜索和线性排序的视频巡防系统，其特征在于，通过GIS空间搜索算法，搜索出巡防线路或者特定对象轨迹相关的视频设备具体指的是：
为实例化的多线段添加缓冲区，执行反投影转换，转换公式为R＝D/(2*π*r*360)，R＝转换后的地理弧度；D＝转换前的投影距离；r＝地球平均半径；
根据转换后的地理弧度建立路线缓冲，并将存储的所有视频设备点位数据标准化，实例化为几何点，用于空间分析；
通过GIS空间搜索算法，筛选出巡防线路或者特定对象轨迹设定范围内的视频设备。
9.根据权利要求8所述的一种基于GIS空间搜索和线性排序的视频巡防系统，其特征在于，GIS空间分析采用空间数据库对应的空间函数。
10.根据权利要求6所述的一种基于GIS空间搜索和线性排序的视频巡防系统，其特征在于，计算上述视频设备的点位与多线段的构造点之间的距离，通过回归点排序和分类排序，得到最终的排序结果具体指的是：
计算筛选出的视频设备的点位与多线段的构造点之间的距离，
Figure FDA0003289649530000031
d＝弧度距离；x＝精度；y＝纬度；
通过回归点排序实现第一次排序，以所属回归点为排序依据，得到线路各构造点所包含的设备组；
通过分类排序实现第二次排序，将设备点分为两类处理，第一类为回归点非线路最后一个构造点的视频设备，回归点相同的，取其与下一个构造点的距离，距离远的排在前，近的排在后，得到组内顺序；第二类为回归点是线路最后一个构造点的视频设备，取其与上一个构造点的距离，距离近的排在前，远的排在后，得到组内顺序；
第一次排序结果与第二次排序结果组合为最终的排序结果。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115103161A (zh) * 2022-06-22 2022-09-23 重庆紫光华山智安科技有限公司 基于视频推进的巡防方法、系统、设备及介质

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