2024优秀案例丨公安三维可视化指挥平台

进入新时代，人民对美好生活的需要更加广泛，对城市安全提出了更高要求。牢牢守住城市安全这条底线，才能实现“最有序、最安全、最干净”的城市治理目标。为适应新的治安形势，创新社会管理模式，提升动态环境下的治安防控能力，积极解决“基层设施薄弱、基层采集负担重、民警应用手段少、底层数据资源整合不到位、警情研判工具智能化程度不高、资源应用服务缺乏”等老大难问题，将当前的最新技术转发挥其最大的价值，努力打造现代警务，提升公安工作的科技含量和现代化水平。

大数据时代发展带动了公安领域信息化建设，信息资源已经成为重要的公安战斗力要素，如何从海量的公安业务数据中快速挖掘高价值的信息，提升决策的效率和精准度，是公安工作的迫切需求。利用大数据技术帮助兖州公安挖掘出有价值的信息，基于数据做出正确决策，无疑是大数据技术落地的“最佳姿势”。在海量的数据中，如何帮助警务工作者更好地理解数据中可能存在的结构和规律，可视化技术发挥着至关重要的作用。因为，可视化能最大化呈现大数据的价值，可视化能让大数据成为决策利器，可视化是让大数据接地气的有效方法。

为此，基于大数据、物联网、二三维一体化GIS等先进技术，建设公安三维可视化指挥系统，探索大数据时代下动态化、立体化、可视化的社会治安防控体系和共建共治共享的社会治理格局。

公安三维可视化指挥系统建设，按照“聚焦社会治安防控，构筑立体指挥网络”的思路，以警务实战应用为导向，以服务公安“打、防、管、控、服”为工作重点，在现有天网视频监控、北斗车辆轨迹、单兵警力部署、110接处警等智能设备建设成果基础之上，通过综合运用云计算、大数据、空间可视化等先进技术，搭建涵盖“情、指、勤、舆”多业务的大数据三维可视化指挥平台系统，面向公安部门提供数据丰富、更新快速、安全统一的大数据三维可视化指挥及智慧警务应用服务，助力构建形成全区智慧、高效的警情可视化与研判体系，扁平、快速的指挥调度体系，打防控一体的治安防控体系，推动形成公安大数据业务应用新生态，切实提升公共安防信息化集约化实战应用效能，引领工作机制的服务与创新，为平时社会治安防控与战时应急指挥提供数据与应用支撑。

1 总体架构

按照“总体规划、突出重点、有序推进”的方式进行，既要攻克难点、创出特色，又要注重有序推进、综合创新。公安三维可视化指挥系统以基础GIS软件平台为依托，以警用地理空间信息和业务信息为基础，以丰富的信息化终端展示、应用为手段，形成一体化解决方案。总体架构如下图所示：

图1 总体架构图

（1）云设施层

云设施层是公安三维可视化指挥系统建设和运行的基础支撑环境，包括：云服务器、操作系统软件、数据库平台软件、备份软件、杀毒软件、用户数据备份服务器等。

（2）数据层

数据体系是系统运行的核心与灵魂，数据通过运用产生价值。数据层主要包括两大类数据库，包括基础数据库和警用专题数据库。其中，基础地理数据包括基础地理数据、遥感影像等基础地理数据、三维建模数据、物联网设备数据等基础信息类数据；警用专题数据库主要包括警力资源数据、物联网监测数据以及其他业务数据体系建设等。

（3）服务层

GIS服务主要提供地图服务和功能服务接口，通过访问服务接口，可以调用相关地图以及地图相关功能，实现三维展示分析等功能；数据服务主要提供对物联网传感器设备数据接收、数据处理、数据整编、远程控制接口，通过访问数据服务接口，可实现系统与物联网传感器的交互。

（4）应用层

基于统一的软硬件支撑环境、数据库和基础GIS平台提供的服务，研发内容主要包括：一标三实数据管理、三维可视化指挥、警务大数据分析等模块的开发工作。

（5）表现层

依据公安三维可视化指挥系统建设的需求，提供丰富的可视化前端展示。在用户对象上主要考虑平台系统管理者、项目具体使用者、专业技术人员、技术需求者等用户群。

2 关键技术

2.1 三维建模技术

在三维采集建模方面采用了倾斜摄影测量技术。该技术以大范围、高精度、高清晰的方式全面感知复杂场景，通过高效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成的数据成果直观反映地物的外观、位置、高度等属性，为真实效果和测绘级精度提供保证。同时有效提升模型的生产效率，大大降低了三维模型数据采集的经济代价和时间代价。

2.2 物体三维重建技术

在三维模型可视化方面采用物体三维重建技术。该技术是计算机辅助几何设计、计算机图形学、计算机动画、计算机视觉、科学计算和虚拟现实等领域的核心技术。在计算机内生成物体三维表示获取真实物体的几何形状，利用二维投影恢复物体三维信息的数学过程和计算机技术，包括数据获取、预处理、点云拼接和特征分析等步骤，实现城市级实景三维数据在计算机中的可视化显示。

2.3 WebGL技术

在三维模型数据应用方面采用WebGL技术。该技术是一种能够在网页上实现三维图形图像渲染的技术，是一个跨平台、免费的底层3D绘图API的Web标准，能够借助系统显卡在浏览器里更流畅地展示3D场景和模型，为本项目在浏览器端应用，提供了城市级实景三维地图数据的动态加载、量测、分析等基础支撑。

2.4 地理编码技术

在公安地理对象模型库构建方面采用了地理编码技术。该技术用计算机把日常使用的空间位置的自然语言描述自动地转化为地理坐标，将文字性的描述地址与其空间的地理位置坐标建立起对应关系的过程，以便对属性数据和地理实体进行位置确定和空间检索。本项目利用地理编码技术，实现精确的三维位置与公安多要素标签信息的挂接。

1 多源融合，构建公安三维立体数据库

按照数清底“数”，数准底“数”的原则，作为公安三维可视化指挥系统建设的重要基础，通过广泛收集和整合，形成了五张底数清单。

一是基础地理数据清单。收集整理了兖州区卫星遥感影像、实景三维地图、地名地址、路网、水系、行政区划、警务网格等空间基础信息，为平台系统运行提供基础底图支撑。

图2 基础底图数据

二是物联感知数据清单。对接了兖州公安现有天网视频监控、北斗车辆轨迹、单兵警力部署等平台系统数据接口，实现实时数据的访问调用，同时数据信号与地理点位坐标位置进行关联，为平台系统应用提供数据支撑。目前共接入天网视频监9793路，北斗车辆9辆，单兵设备45路。

图3 物联感知数据

三是人口房屋底数清单。利用2022年疫情防控期间普查获取的人口、房屋、重点场所等数据，以及公安部门掌握的重点人员等数据，形成一标三实数据基础，并结合实景三维地图，按照“以房定人”的思路，列出每一间房屋的位置、居住人员基本信息、场所和重点人员特殊标签清单，为精细化社会治理提供详实的底数基础。目前共接入人口530665人，房屋308562间，重点场所5585处，重点人员118人，全部实现与实景三维地图的挂接定位。

图4 人口房屋数据展示

四是公安情指数据清单。接入110接处警平台系统，实时获取接处警情基本信息、地理位置、处置情况等信息，并读取各类型历史警情数据，形成全量的公安警情数据清单。同时结合实战需要，收集整理各类常用警情处置预案，通过深入挖掘分析预案内容，形成电子化、流程化、自动化警情指挥预案。目前共接入110接处警信息30余万条，常用警情指挥预案3套，已全部用于系统场景化应用。

图5 110警情数据展示

五是热力态势数据清单。利用接入的交通卡口车辆识别信息、历史110警情信息、人口空间位置信息等数据，通过建立大数据分析模型，形成车辆大数据、警情大数据、人口大数据等热力态势图，为态势研判和公安警力规划部署，提供大数据支撑。

图6 热力态势数据展示

2 平战结合，搭建三维可视化指挥系统

以科技力量为支撑，以畅通“平战结合”转换渠道为目标，利用大数据、物联网、三维可视化等方法和手段，通过信息聚合、信息共享、综合服务，搭建起公安三维可视化指挥系统，构建形成110警情三维指挥调度、重大安保活动三维辅助警力部署、警务大数据分析等应用场景，为“平时”的资源整合和警务管理，“战时”的靶向聚焦和及时调度提供应用支撑。系统主要功能包括：

一是三维一张图资源呈现功能。基于三维实景地图，把数清的五张清单，按照类别，以专题的形式，全部标绘到地图中，形成三维立体一张图。在这张地图中，除了数据的标注显示外，还提供基础的数据查询、空间量测（距离量算、面积量算、高度量算）、双屏对比、地图标注、空间分析、人口房屋联动查询定位等功能。同时也具备专题地图叠加展示、警务人员及车辆定位、视频监控调取等三维应用能力，实现一键即看、一键即得，从而形成一张内容丰富、立体直观、可视可用的警务电子沙盘。

二是110警情三维指挥调度功能。针对实战化应用需要，充分利用已接入的110警情数据，结合实景三维地图和地名地址数据信息，利用三维可视资源调度，定位警情位置，查询周边热点资源，显示110警情信息、周边警力、周边视频监控资源、警力部署及地图路线标绘等功能，为“平时”警情事件带图管理提供应用支撑。

三是重大安保三维警力部署功能。针对重大安保活动或者重大社会治安事件，提供安保和重大事件处置预案的在线标绘指挥功能，包括场所位置、警力部署、交通路线、观察点设置等内容，具备警力资源实时定位、周边监控画面播放、多种预案对比、观察点空间视线分析等应用，一目了然地画出任务图，使线上组织指挥更方便快捷。

四是公安大数据态势研判功能。利用大数据分析的思路和方法，通过大数据分析获取的车辆大数据、警情大数据、人口大数据等热力态势图，以科技化屏展方式，基于大屏幕尺寸和地理空间为，实现公安大数据态势展示，为领导决策和业务管理提供大数据研判依据。

1 经济效益分析

通过公安三维可视化指挥系统开发与应用，能有效整合警务信息资源，大大降低公安部门的警情处置和警务管理成本，有力推进管理节约型和资源节约型智慧城市建设。系统通过整合多部门公安情指勤舆信息资源，形成实景三维公安情指勤舆大数据三维指挥应用体系，可以节约大量人力、财力与物力资源。社会治理成本的降低具体可以体现在以下方面：

1.1 优化资源配置，减少重复建设带来的资源浪费

通过先进的3D GIS网络数据服务共享技术，将自主建设的实景三维公安情指勤舆地理信息数据建设成果进行跨部门共享，可以充分发挥数据价值，为推进全域三维精细化社会治理建设，都将有积极意义。

1.2 提高行政工作质量和效率，节约决策成本

建立先进的实景三维公安情指勤舆空间数据管理模式，以数据源、数据集、要素类的形式，按照国家对三维地理信息和公安情指勤舆信息数据库的要求，对三维地理公安情指勤舆空间数据进行统一的组织管理，并通过将数据成果进行规范化、标准化处理，为各公安部门三维地理信息应用、警情处置、警务管理等工作提供统一的数据与应用平台支撑，以保证数据的高利用效率，减少各部门重复减少投资。

2 社会效益分析

通过公安三维可视化指挥系统开发与应用，为警情处置和警务管理等工作构建一套精细化大数据三维指挥应用新模式，能够为全面提升公安情指勤舆工作效能提供数据支撑，通过三维可视化精细管理，实现对人、房、地、事、物等重点关注信息的精细化管理，提升日常工作的智能化、精细化水平。通过全面汇聚公安情指勤舆大数据，基于实景三维地图，形成公安情指勤舆大数据三维指挥应用体系，并深入数据挖掘，构建实时城市态势感知能力。同时，通过本项目的开发与应用，能够助推公安业务模型的提档升级，具体体现在：

2.1 推动公安从信息化警务向智慧化警务转变

本项目通过深入运用高科技、智能化手段，实现了警务管理的精细与高效两个层面的同步提升，创新了公安情指勤舆大数据三维可视化指挥模式，促进了公安向“服务型公安”的转变。

2.2 推动公安从后知型警务向先觉型警务转变

本项目通过对全境进行精细化实景三维采集建模，并结合“一标三实”、物联网感知设备、“遥感影像”等公安地理要素数据，建立形成了立体化、实景化、可视化公安地理对象模型库体系，形成了对海量数据占有、控制、分析、处理的主导权，将大数据优势转化为公安决策优势，继而转化为治安管理的优势。本项目的建设和实施促进了公安机关精准勾勒治安态势图，开展主动防控和主动打击。另一方面，本项目促进实现警务领导与指挥机制的扁平化，提高了公安机关警务管理的精细化和科学化水平，提升了公安机关的执法水平和服务水平。

2.3 推动公安从粗放型警务向精细化警务转变

本项目搭建形成的公安三维可视化指挥系统，实现了“让数据说话”，通过以空间数据可视化的方式，将各类信息资源展示出来，使公安宏观决策建立在尽可能多的数据支撑基础之上，实现对社会治安管理、交通违法、突发案情、重大安保事件的精准预警、精确打击，提升治理城市的精细化水平和全面动态的监管能力。