2019年视频地理信息系统关键技术及其应用.pdf

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1、视频地理信息系统关键技术及其应用南京师范大学地理科学学院江苏省地理信息产业研究院公共管理与社会安全的现实需求我国每年由公共安全问题造成的非正常死亡约20万人，伤残约200万人，造成的经济损失约占GDP总量的5%各级管理部门迫切需要对现实世界透彻的感知和控制手段，提升公共事件的管理与应对水平现实世界：静态场景+动态目标地理信息系统视频监控技术地理信息系统和视频监控技术的互补现有地理信息技术侧重静态场景的表达，缺少动态场景感知能力以几何-属性为基础的现有GIS数据模型难以支持动态变化、内容丰富、关系复杂的视频信息的表达、分析与可视化。地理信息系统和视频监控技术的互补现有视频监控技术侧重图像空间的分

2、析，忽略地理空间时空格局GIS操作者只看一张地图（场景）视频监控操作者则必须看复数的视频画面地理信息系统和视频监控技术的互补现有视频监控技术侧重图像空间的分析，忽略地理空间时空格局追坏人闯红灯“以管窥豹，缺乏全局性”地理信息系统与视频监控技术的集成方式特点相机位置作为点要素管理视频数据作为外挂属性GIS和视频功能独立开发优点松耦合，开发难度低缺点视频的覆盖范围没有空间表示视频中的人车等目标没有空间位置GIS的要素无法在视频中反映GIS的空间分析无法在视频中使用最常见的松散集成方式地理信息系统与视频监控技术的集成方式特点相机位置作为点要素管理视频数据作为外挂属性GIS和视频功能独立开发优点松耦合

3、，开发难度低缺点视频的覆盖范围没有空间表示视频中的人车等目标没有空间位置GIS的要素无法在视频中反映GIS的空间分析无法在视频中使用最常见的松散集成方式动态纹理地理信息系统与视频监控技术的集成方式特点相机位置作为点要素管理视频数据作为外挂属性GIS和视频功能独立开发优点松耦合，开发难度低缺点视频的覆盖范围没有空间表示视频中的人车等目标没有空间位置GIS的要素无法在视频中反映GIS的空间分析无法在视频中使用最常见的松散集成方式问题根源：外挂！视频是一种天然的地理空间数据！空间分辨率时间分辨率地图投影视频地理信息系统视频GIS是指处理、分析、表达和管理视频/地理视频数据为特征的GIS需要解决视频与

4、地理空间统一表达、流数据组织与管理、视频地理分析、视频虚实融合可视化等技术难题可服务于公安、交通等所有对实时信息、动态信息有需求的行业和部门。更为广泛的意义上，可服务于所有对空间信息有需求的领域。研发历程视频GIS关键技术研究（国家863计划项目，2007AA12Z238），2007-2010视频GIS与突发公共事件的感知控制系统（国家科技支撑计划项目，2012BAH35B02），2012-2015基于视频监控数据的区域地理场景中人群特征分析（国家自然科学基金，41301415），2014-2016监控视频的三维空间覆盖模型研究（国家自然科学基金，41401442），2015-2017全息地图

5、获取与位置信息聚合技术（国家重点研发计划，2017YFB0503500），2017-2021地理视频结构化与检索方法研究（国家自然科学基金，41771420），2018-2021自主知识产权的核心技术与软件平台空间化视频GIS核心技术体系结构化虚实融合化 统一视频和地理数据时空基准 展现监控覆盖范围和优化布局 将地理要素映射到视频画面中 将GIS空间分析引入视频数据中 检测与跟踪视频中的人/车对象 分析视频中的人群密度和速度 将分析结果叠加到GIS中 将实时视频图像叠加到GIS中 将空间数据叠加到实时视频中视频GIS核心技术 I：视频空间化视频空间化是指通过技术手段获得相机的位置、姿态、焦距等

6、（内外方）参数，进而获得覆盖范围以及视频图像中每个像素对应空间位置。概念定义视频GIS核心技术 I：视频空间化相机类型枪机球机云台镜头类型普通广角远视长焦畸变类型桶形畸变切向畸变枕形畸变运动类型静止平移旋转缩放场景类型室内室外高空定位方式有信号无信号技术难点 1：工况复杂多变视频GIS核心技术 I：视频空间化技术难点 2：完全依靠实测，工作巨大完全依靠人工，工作量巨大高空相机，难以辨认视频GIS核心技术 I：视频空间化视频地理空间化软件（1）集成针对不同工况的多种标定方法（2）持续跟踪，解决相机运动的问题（3）定位定向，精度达到亚米级（4）支持不同类型相机，无需改造视频GIS核心技术 I：视频