随着地理信息系统(GIS)技术的日益成熟,行业应用也越来越广泛。近年来,公安部门也非常注重警用GIS的开发,取得了明显的应用效果。我国“平安城市”建设中,视频监控系统是社会治安防控体系的重要组成部分。因此,不少警用GIS中提供了视频监控点的位置管理,通过空间查询检索视频资源。为高效利用城市视频监控数据资源,本文尝试把GIS空间分析功能和城市视频监控体系相结合,开发基于GIS的视频监控系统。目标是为为公安人员提供实用的实时视频追踪预案和高效的存档视频资源检索工具。本文研究内容包括:1)设计适合视频监控的地理数据库,包括城市基础地理数据、城市交通网络数据集和视频头位置及监控范围数据。2)相关空间算法设计与实现,主要包括最优线路分析算法、视频监控范围算法和基于路径的视频头检索及时间排序算法。3)进行系统集成,为用户提供可操作的应用系统。基于ArcGIS 9.3软件和ArcEngine组件,本文主要完成了以下研究工作:1)网络数据集建立:对道路网络数字化形成道路图层,补充道路的等级、限速、通行时间等属性,并依据网络数据集的拓扑结构和连通规则,构架了完整的道路网络数据集。2)监控点位可视范围的算法设计和实现:综合考虑摄像头的位置、高度、方位、焦距、视野与云台参数,并参考周边遮挡情况,计算所有视频头的监控范围,保存为GIS专题图层。3)视频监控追踪算法设计和实现,利用ArcGIS的网络分析组件,VB.NET编程获得任意两点的最优线路,沿路径查询视频点并按网络数据集中道路距离和通行时间排序,预估追踪目标到达视频头可视范围的时间。4)系统集成:实现了地图文档加载、基础地图操作等基本功能,并利用视频监控追踪算法实现了实时视频监控模块和历史视频回放模块。应用系统开发表明本文的研究思路和设计的算法是可行的,具有实用价值。本文共分六个章节:第一章:绪论。介绍了研究背景、研究内容与目标,及论文的组织结构。第二章:文献回顾。回顾了GIS视频监控研究与开发;网络分析应用研究进展;警用GIS在国外和国内应用进展。第三章:研究方法。论述了本文的总体研究思路、系统开发所采用的软件工具,以及摄像头监控视域算法、实时监控算法所采用的技术路线。第四章:数据库设计。讨论了地理基础数据库和视频监控专业数据库的设计和实现过程,重点讲述了摄像头监控视域的算法设计和实现过程,并建立了完整的道路网络数据集。第五章:系统设计和实现。论述了系统设计的目标和原则、系统各功能模块的设计和实现,重点分析了实时监控追踪模块的设计和实现过程,最后进行了系统的集成,并简要介绍了系统的运行环境。第六章:结论和展望。总结本文的研究进展、主要结论和创新点,并对后续研究进行了展望。