摘要：当今社会城市化水平不断提高，城市社区呈现出常住人口密集，流动人口多的特点，同时，社区内部分重点场所存在着较大的安全隐患。城市整体的治安状况具有瞬息万变的特点，针对不同的时间地点人物，公安机关需要采取不同的方案进行预防。因此，城市社区的预防方案就需要满足实时信息、全面仿真、及时反馈的特点，其目的是有效提高城市社区的安全防范意识、治安管理水平及应急措施反应速度。通过全面的信息分析，做出相应的处理预案，确保在应对突发状况时，场所管理者与公安部门能及时获得事件详情，准确确定事件发生的位置，并能根据相关场所的三维模型制定最佳解决方案。作者在综合考虑三维仿真技术与二维地理信息系统应用以及当前公安部门信息化建设的基础上，对城市社区重点单位进行了安全风险仿真系统的设计，采取三维仿真建模与二维地理信息系统相结合的方式，点面结合，以点带面，形象展现时空信息。
关键词：城市社区 ；信息化； 三维仿真； 犯罪预防
一、引言
当前，随着国民经济和社会信息化进程的全面加快，国民经济和社会对信息和信息系统的依赖性越来越大，由此而产生的信息与生活相结合的交点越来越多。而作为公安机关，传统的依靠实地巡逻，群众调查的治安管控方式无法适应高强度多变化的社会治安形势，因此结合信息化处理的现代治安管理模式就势在必行。同时，随着社会管理的进一步细化，社区服务多元化的不断发展，城市社区的人口流动性增强带来的诸多案事件的预防工作变得更加重要。如何提升城市社区工作的警务工作现代化水平，是工作实践和社会发展的迫切要求。本系统以三维效果图的方式对辖区各机关、企事业单位、学校、医疗机构、商业网点、居民小区、公共设施等重点单位进行展示，同时对每一处建筑物内人员信息情况进行分类加载录入，涵盖社区建设、环境治理、信访维稳、经济税源、劳动就业、低保等基层管理及服务跟踪等内容的软件处理系统，以加强社区警务对社区案事件的预防工作。另外，通过PGIS软件制作城市社区的全景地图，同时录入人口，交通等信息，真正做到以点带面，点面结合，实现城市社区的治安管理立体化。
二、城市社区警务的特征分析
若要充分认识城市社区警务的整体特征，首先应该对城市社区进行全面分析，主要从静态（固定因素）和动态（实时因素）两方面入手。因此，我公安机关需要对社区的各个方面进行全面有效的整体规划。以重点单位（政府机关，重点景区、商居中心等）为核心，以点带面，制定全面有效的警务工作规划。
（一）社区警务的概念
社区的概念：聚居在一定地域范围内的人们所组成的社会生活共同体。有一定数量的人口；有一定的地域界限；有共同的文化、制度和经济生活，居民按一定的方式和结构分布并具有一定的凝聚力和归属感。
社区警务是社会居民在警察带领，指导，支持下采取各种合法手段，方式，充分研究社区问题；开采社区资源；改造社区环境，强化自卫互助；以全面系统，长效维持社区公共安全的思想，活动和方式方法体系的统称。其实质就是要求警察立足于社区，积极开展各项宣传工作，动员和组织社区群众，实行警民合作，不断增强社区民众参与社区各项治安管理、预防违法犯罪的意识。它的立足点在于社会是产生违法犯罪的根源，因而预防和减少乃至根治违法犯罪也必须依靠社会。它的工作范围是以社区为主导，以社区为基本单位。其具有灵活性强，机动性强，流动性强，联系性强等特点。
（二）社区警务与传统警务之比较
1.职责定位不同。
传统警务认为，警察是担负执法任务的政府机构，是治安行政管理部门的代言人，而社区警务则认为警察是公民，只是受雇专门担负公民应负责任的人，警察组织是负责提高社区生活质量的众多政府部门之一。传统警察主要是对付各种犯罪、治安事件，并对暴力性犯罪作出快速有效的反应，而社区警察在完成对犯罪活动快
速反应的基础上，主要是解决和帮助解决社区民众的问题，并消除潜在的违法犯罪隐患，提高社区生活的安全质量，改善对社区犯罪的预防措施，与社区保持密切的联系。
2.警务权力分配不同。
社区警务的实行，要求警察把更多的精力放在与管理、防范以及社区服务上，警察自主决断的机会增多，有自由裁量权依法对遇到的具体情况做出处理。同时，警察的管理权力与社区民众实现了共享，警方与社区成为伙伴关系，社区民众有权参与警务决策制定，社区警务活动由社区民众和警察共同商讨和决定。传统警务中警察对管理权实行了垄断，并且逢事汇报，指示下达再办事，统一性有余，灵活性不足，适合集中力量处理重特大案件。
3.警务价值衡量不同。
传统警务衡量警察工作成效的标准较为狭隘，如快速反应的时间、破案率、逮捕数字等，这些指标几乎全是围绕犯罪而制定的，警察的行为价值目的大部分在于打击违法犯罪，对其考核评定也由公安机关内部进行。社区警务中警察的行为价值目的在于管理、服务、防范，评估价值更注重公众的满意程度和安全感，衡量的指标是围绕公众的反应制定的，预防犯罪真正成为警务工作的重中之重。
（三）社区警务对信息化仿真系统的需求分析
虚拟现实技术和视景仿真技术实现空间数据可视化 ，已在大型工程设计、建筑设计、城市规划、防灾减灾预测、环境保护、旅游等领域获得广泛应用。但三维虚拟环境的建立是一个复杂的过程 ，三维虚拟环境建立的真实程度、数据质量的优劣、漫游速度的快慢都是相当关键的。1
相对于公安机关现行的传统的信息化系统，社区警务工作对于信息化仿真系统有如下几个技术需求：
1.空间属地化管理。
社区警务工作是根据派出所，将全所的户口段按相邻、串联的原则，划分为若干警务责任区，覆盖全界，形成分块管理的警务格局。警务区由若干警力混合编成，将本警区的治安工作全部承担起来，分块负责，分块治理。2因此，将固定区域的地理状况通过仿真系统的三维模型全方位的展现在公安机关眼前，有利于加强对指定社区的监管。 2.多业务统一处理。
社区民警要将侦查破案、治安管理、安全防范、街市巡逻、人口管理、群众工作、搜集信息等项职能融为一体，掌控办案、检查、管理、服务等综合业务，做到一警多能，一警多用，一警多责，使民警肩上有责任，脚下有地盘，全方位负责警区治安。引入信息化仿真系统之后，可以实现对信息的统一管理和分析，开启社区警务信息一体化的进程。
3.多源信息无缝集成。
社区警察在其整个任务的实施过程中，能否全面掌握辖区内所有的管理信息，包括实有人口、建筑物、巡防力量和社会面动态监控信息等，并实现有机集成，是社区警务能否顺利实现的关键。信息化仿真系统对于重点单位建筑物的三维仿真可以有效解决社区信息的衔接问题，利用三维模型可以将建筑物的信息通过可视化的方式表达出来，真正做到信息形象化。实现以图管房、以房管人，通过简单操作即能完成对管理目标的文字属性、图片、多媒体信息等的查询。
三、对重点单位的信息化仿真系统的构建
在全面分析重点单位各个组成部分的基础上，经过对建筑物信息大量重要和复杂的采集工作，来构建一个含有内部结构的重点单位三维仿真模型。
（一）信息化仿真系统的构建
对于实现城市社区的实时警务仿真漫游，系统的设计和开发可以分以下步骤来完成：根据城市社区的布局外貌，利用Creator进行建模；然后利用Lynx实现场景漫游；最后利用Vega API函数库生成脱离Vega的EXE程序。
（二）建筑物数据的获取
建筑物的分布数据通过查看地区的分布图。每个建筑物的具体几何数据通过对其建筑设计图纸进行简化获得。例如，对于山东省济南市历下区，其重点单位包括：泉城广场，银座泉城大酒店，山东大厦，千佛山景区及其周边居民区。模型的构建需要上述重点单位的设计图纸，外观特征，周边环境状况等信息，以确保模型仿真的现实性。
（三）纹理数据的获取
纹理是三维建模中的关键之一，其好坏将直接影响仿真效果。该系统中首先根据地面摄影相片直接获取小区建筑物，道路等纹理数据，然后利用photoshop等工具进行处理，以下是建模过程中的遇到的几个问题及相关解决方案：
由于Creator中灯光的功能不够，导致采集的纹理信息存在模糊，偏暗的现象，
所以制作纹理的时候必须在Photoshop等图像处理软件中调整纹理表面的灯光，确定光源与物体表面纹理的明暗关系。同时，按照建筑物实际情况调节比例大小，以免在Creator中增添纹理（texture）时出现拉伸、扭曲等现象。贴图的尺寸大小必须是2n，如果不是，则文件格式转换时（即在.flt转.fst的时候）出现错误，在VEGA PRIME中也会出现错误，有时候可能导致图像直接不显示，或者是图像堆成一堆的情况，将直接影响建筑物三维建模的效果。保存的时候最好是GRB格式，以减少出错率。如果需要透明纹理（树木花草等纹理）则在Creator中进行Invert Intensity和Lightness to Alpha操作得到。除此之外，在建模过程中，最好不断用vega view对纹理进行测试，进而修改，以达到目的。
（四）模型的建立
1.三维仿真模型的建立
（1）建立信息层次结构。
Creator软件中具有层次数据库，其结构包括数据库头节点，组节点，体节点和面节点。合理的组织数据库层级结构将会大大优化系统的实时应用性能。通常有三种形式来组织模型数据库：线性结构，逻辑结构和空间结构。按照逻辑结构分组便于统一编辑和整理节点。而按照空间结构进行分组，可以以组节点进行可见性的判断，从而加快实时系统的处理速度。2
基于以上分组的特点，本系统采用了一种新的组织方式：空间外部结构+逻辑内部结构，兼顾外形的模拟与内部的架构仿真。首先按照建筑物外形结构，将建筑物划分成若干空间区域。划分区域过程中，以保证建筑物架构的完整性为基准，重点在于对区域内部治安信息的仿真，以及对重点建筑的安全隐患仿真，这样有利于区域模型的整合以及减少由隔离所引起的多边形增加数。例如，一个最简单三维六面体一分为二，将会增加六个面，而平面只会增加一个。本文是以小区的路面以及草地为边界进行划分。接着为各个空间区域建立对应组节点，然后在各个区域中则按照逻辑结构进行分组，建立组节点，最后在各个对应组节点下面依次建立各个模型。上图为一个区域的逻辑结构层次图。
（2）具体模型的构建。
房屋住宅、商业建筑类。
房屋住宅、商业建筑等规则模型在虚拟现实仿真中，房屋的建模是主要的工作之一。在城市社区中，居民住宅建筑物是最多的，其次是商业建筑物，两者均具有所含人口多，流动性强的特点。所以对房屋住宅、商业建筑类的仿真将成为本系统公安应用的重点。对于居民小区，大多房屋建筑物都是比较规则的形状，可以看作是由三角面，铅直面等规则几何图形组成。因此利用Creator中的平面图形，几何体等基本建模工具，加上纹理体贴图就可以完成。2
而对于商业建筑，其通常表现为不规则模型，较为复杂的结构给建模工作带来了一定的困难，同时又要注重其立体感。因此，对于商业建筑的仿真工作重点主要在于全面模拟建筑内部的结构，以及建筑与外界联系的通道。在建模过程中，，不能用平面加纹理贴图代替时，则在3dmax中对其进行建模，然后将其导入到Creator中，并通过坐标变化，移动到场景中合适的位置。如山东大厦内部宴会厅的座椅及逃生通道、泉城广场地面各类休闲娱乐类建筑等。
树木，花草等景观模型。
花草模型无法进行立体建模，所以只能采用二维平面加上映射纹理进行简化模拟。树木，花草建立有两种技术：①采用公告牌，每棵树都是一个铅直的平面，贴上带有透明度通道的纹理，广告牌在实时漫游时会围绕视点旋转，使平面始终面对视点方向。②采用“十”字型相交叉的垂直矩形平面，这样建立的树木稍微具有立体感。对于小区中树木，花草的建模：路两边的树木采用第二种，其余采用第一种。同时建模过程中采用了多人对各个区域模型进行建立，然后利用Creator提供的外部引用（External References）功能，将其导入到地形模型文件中，并通过坐标移动，放置在合适的位置。这样可以大大缩短造型的时间。 2.PGIS系统的引入
PGIS平台是由公安部针对警用地理信息应用开发中的共性技术问题，统一研发和构建的警用地理信息软件系统。部、省、市三级公安部门都可以安装PGIS平台软件，各专业警种基于PGIS平台服务和接口开发多样化业务应用。在PGIS平台支持下，无需重复投入经费，只需根据社区警务工作需求，基于PGIS平台软件进行应用系统开发或改造现有业务应用，并能够实现部、省、市三级警用地理信息系统联网运行和互联互通。基于PGIS平台，我们设计了如下的系统结构。
首先，为在地图上管理辖区信息，需要有一个能够提供详细信息的警用电子地图。在各地公安机关启动的PGIS项目已经完成了警用基础地理信息库、标准地址库和业务关联库的建设，本系统可以直接调用PGIS的服务接口提供的地图，将其作为社区警务工作的工作底图。其次，为了满足精细化管理的需要，工作底图的比例尺要在1：2000——1：500之间，能够清晰地识别建筑物和道路信息，为业务信息标注和管理提供基础，数据可以是矢量地图、各类遥感影像地图、矢量影像叠加地图、三维仿真地图、以及真三维虚拟现实场景和实景影像。通过对辖区内的建筑物信息进行普查，并在地图上选中房屋，录入其属性信息以及建筑物的图片和视频信息。对于每个建筑物，则采集其层户关系图，能够管理到建筑物中的每个单元和具体的户。将人口信息和地图上的户信息关联，实现以图管房、以房管人的流程。3人口信息主要包括社区内的常住人口、暂住人口和其他人员等。对社区内的常住人口，以户为单位按人口分别登记，掌握社区内常任人口的基本情况；对于因人口大流动在社区内的暂住人口、流动人口，社区民警要掌握社区内暂住人口、流动人口的流人、流出情况，并时刻注意他们的流动情况；对于社区内有违法犯罪嫌疑、前科劣迹者，要重点关注，及时掌握他们的动向，预防其违法犯罪行为的实施或再犯，为公安机关提供真实可靠的第一手资料。根据案事件系统提供的数据，可以直接展示社区内发生的案件情况、每月警情的统计数据，包括发案率、发案趋势、热点区域等。此外，社区民警还可以针对辖区内关心的其他信息，如网吧、防火设施等进行标注和管理，实现个性化管理信息；也可以将辖区内的监控视频在地图上进行标注，并在图上选定视频后，可以直接播放现场视频；也可以把警车、步巡人员手台等定位信息在地图上进行监控，通过实时动态信息掌控社会面最新信息。
四、公安工作对信息化仿真系统的需求分析和评价估分
（一）信息化仿真系统的需求分析
在构建社会主义和谐社会的大潮中，城市社区公共安全建设是和谐社会中“安定团结”的一个重要方面，它直接影响着城市居民的生活水平和生活质量，反映了城市的现代化程度和整个社会的和谐文明程度。这是公安工作在新时期的重点。
同时，随着计算机、测绘、地理信息技术的发展，以实景三维的方式进行数字化城市管理的创新方式逐步脱颖而出。城市的安全防范系统的构建也必将向着实景三维的数字化方式发展。
本安全系统所建立的公安工作重点场所的三维仿真模型，正是顺应了公安工作的发展方向。它不同于普通的二维电子地图，基于本系统在建立是所输入的社区，也即公安工作重点场所的实时信息，以及对社区的高程度的三维仿真，使我们能在不能总亲临现场的情况下可以直观系统地了解到现实的场景，以及所需要的信息，这是普通的二维地图，甚至是警用地理信息系统所不能做到的。另外，本安全系统所提供的预置方案、评价估分的辅助警察工作的功能也是普通信息系统所不能比拟的。
（二）信息化仿真系统的评价估分
安全系统的评价估分功能，能为公安工作在重点场所通过数学建模和警察主观分析得到的安全防范措施提供理论上的分析与评价。
在对小区的实时信息进行准确采集的前提下，在通过Creator软件对小区进行三维仿真的基础上，我们能够及时准确的得出公安工作重点场所的所在。经过安全系统的数学建模，结合警方专家的经验分析，我们可以得到一个针对重点场所发生紧急事件的预防措施和救险方案。通过本系统的评价估分模块的分析和评价估分，可以将预防措施和救险方案的可行性和实施效果进行一定程度上的理论分析，为公安工作在重点场所的实施提供理论支持和一定程度的参考。例如，在济南市历下区泉城广场举行大型活动时，我们可以通过本系统上的三维仿真信息直观准确地得到重点场所，即泉城广场周边的如人口密集区、交通密集区和布防布控的制高点等实际信息。通过数学建模可得到重点区域，然后结合系统提供的方案和专家的主观分析，得到预防重大安全事故的措施以及救险方案，最后，经过系统的评价估分功能，检验方案的可行性和实施效果。
五、结论
通过本文阐述当前公安工作的重点——社区警务的发展趋势，并阐述其特征，比较其与普通警务的区别，结合信息化的发展与公安工作在这方面的渗透应用，我们可以清楚地看到我国甚至是世界警务的发展风向标，即深入社区，广泛应用信息化技术。为此，我们提出的城市社区的警用信息化三维仿真系统。本系统通过全面的信息分析，在三维立体的环境下对公安工作重点区域做出相应的处理预案，确保在应对突发状况时，场所管理者与公安部门能及时获得事件详情，准确确定事件发生的位置，并能根据相关场所的三维模型制定最佳解决方案，对方案进行评价估分。兼具二维系统的简洁和三维仿真的具体真实，是本系统最大优点。希望在对该系统的不断改进完善下，本系统能真正切实地服务于公安工作的最前沿。
参考文献：
[1]左建章，关艳玲，朱强 .大范围三维城市立体景观建模系统的研究.《测绘科学》 2005年02期
[2]金磊，李光耀.基于Creator/Vega的居民小区仿真系统的实现.《计算机仿真》2007年5月 第5期
[3]李昌忠，周大良，王生，余兵.基于PGIS的社区警务管理系统研究与实践 .《测绘科学》2010年9月第5期
