一、技术建设总体目标
聚焦公安实战中目标跨区域连续追踪的核心需求，构建以 "空间连续性" 为核心的目标追踪技术体系。通过对现有视频资源进行空间化重构，赋予系统自动发现、自动接力、自动跟随及轨迹复盘的核心能力，打造覆盖重点区域的空间视频目标连续追踪能力底座。目标出现后，系统无需人工干预，即可自动完成跨摄像机、跨区域、跨系统的连续追踪，大幅提升案件侦办效率与日常管控水平。
二、总体技术路线与建设思路
全域实景立体管控系统秉持 "空间化、网络化、自动化、实战化" 的总体技术路线，以统一空间感知与连续目标计算为核心技术理念，构建覆盖 "设备 --- 画面 --- 空间 --- 轨迹 --- 应用" 的一体化技术体系，推动目标追踪能力从传统分散感知、人工判断模式，向空间计算驱动、系统推演支撑的智能化模式实现根本性跃迁。
通过引入空间反演、拓扑建模、连续计算与自动接力等关键技术，将原本孤立的视频资源重构为可计算、可联动、可复盘、可推演的空间智能网络，为复杂环境下的持续追踪、协同研判与事后溯源提供统一技术底座。
（一）总体技术路线
系统整体建设遵循 "空间重构 → 关系建模 → 连续计算 → 实战应用" 的技术逻辑，分层推进、逐级增强，形成稳定可演进的技术体系：
- 设备空间化治理；
- 视频像素空间反演（Pixel-to-Space）；
- 摄像机视域建模与覆盖分析；
- 空间拓扑关系构建；
- 目标自动接力追踪；
- 轨迹沉淀、复盘与推演应用。
本路线以空间为统一语言、坐标为核心载体，将传统视频监控系统中割裂的设备、分散的画面及碎片化的目标线索，统一映射至同一空间坐标体系，实现从 "看见画面" 到 "理解空间" 的技术跃迁。通过视频像素到真实空间的反演映射，使不同摄像机、视角、时间段的目标信息归于同一空间参考系，让孤立视频画面具备可拼接、可计算、可推演的空间属性。在此基础上，通过视域建模与空间拓扑构建，明确摄像机间的空间覆盖关系与可接力路径，为跨视角目标连续追踪提供结构化支撑。
进一步，系统以空间拓扑为约束，实现目标在多摄像机间的自动接力追踪，规避人工切换和规则硬编码带来的不稳定性；所有目标运动轨迹持续沉淀为可计算的时空数据资产，支持事后复盘、行为分析、趋势推演与策略验证。最终实现：
- 目标的空间连续性表达：目标不再依附单一画面，以空间对象形式存在；
- 轨迹的时空可计算性：轨迹成为可分析、可预测、可复用的数据结构；
- 追踪过程的系统可控性：跨视角追踪由系统自动完成，减少人工依赖；
- 研判逻辑的模型化与自动化：从经验判断升级为模型驱动的空间智能推理。
该路线为跨区域、跨视角、跨时间的持续目标追踪构建统一空间底座，为后续行为分析、风险预警与智能决策奠定坚实技术基础。
（二）核心建设思路
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设备升级：从视频源到空间感知节点传统视频系统以 "摄像头 = 画面采集器" 为核心逻辑，摄像机间缺乏空间关系描述，无法支撑跨视域协同与自动化推理。本系统通过对摄像机进行空间标定、姿态解算与视域建模，将每台摄像机转化为具备明确空间属性的空间感知节点（Spatial Sensor Node），使视频网络天然具备空间结构。每个节点清晰记录真实空间位置与朝向、可视范围与遮挡关系、覆盖区域的空间边界及与其他节点的邻接关系，推动视频系统从 "设备集合" 升级为 "空间感知网络"。
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像素转化：从识别载体到空间坐标系统引入视频像素空间反演（Pixel-to-Space）技术，通过摄像机内外参标定、多视角视频同步、三角测量与空间反演、多帧融合与时序优化，将目标在视频画面中的二维像素位置，实时反演为统一三维空间坐标，实现 "像素即坐标，画面即空间"。目标不再局限于单个画面，成为三维空间模型中的可计算实体，为轨迹分析、行为建模与路径推演提供空间基础。
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视域整合：从孤岛到空间拓扑网络通过对摄像机视域进行三维建模与覆盖分析，系统自动构建空间拓扑关系图（Spatial Topology Graph），明确摄像机间的空间邻接关系、目标可能的跨域运动路径、盲区 / 重叠区 / 过渡区分布及可接力追踪的时空窗口。该拓扑结构为系统提供 "空间逻辑地图"，使跨镜追踪摆脱人工经验依赖，由结构化空间关系自动推导。
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追踪升级：从人工盯屏到系统级自动接力基于统一空间坐标体系与拓扑网络，当目标即将离开当前视域时，系统自动计算其空间运动趋势，在相邻视域中完成无缝接力追踪，实现跨摄像机连续追踪、跨区域目标接力、跨时间段轨迹闭环，彻底摆脱 "人工盯屏 + 人工判断" 的低效模式，形成系统级连续追踪能力。
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数据沉淀：从视频片段到空间轨迹资产系统对目标的空间运动过程进行长期沉淀，形成可检索、可分析、可推演的轨迹资产池（Trajectory Asset Pool），支持行为回放与路径还原、重点目标轨迹比对、异常行为模式发现、事后追责与过程审计、训练演练与实战复盘，推动视频数据从 "事后证据" 升级为 "过程资产"，实现从记录工具向决策支撑工具的转变。
（三）总体建设目标
通过上述技术路线与建设思路，系统最终实现三大能力跃迁：从 "看见目标" 到 "掌控目标"、从 "画面追踪" 到 "空间计算"、从 "人工判断" 到 "系统推演"，构建面向实战的空间化目标持续追踪能力体系，为公安、应急、监所、边防、反恐等高安全场景提供统一、可靠、可扩展的空间智能底座。
三、系统总体架构设计
系统采用五层一体化总体架构，在不改变现有视频平台、不替换原有设备、不破坏既有业务系统的前提下，构建面向空间智能的能力增强体系，实现从二维视频管理向三维空间感知与智能决策的平滑升级。
（一）感知接入与数据层
负责视频与设备数据的统一接入与治理，复用现有视频接入体系，通过国标协议（GB28181 等）接入前端摄像机视频流、设备状态与基础信息，统一汇聚至设备资源管理模块，形成标准化的设备基础信息资源池。本层不改变原有平台结构，仅在接入侧进行标准化封装，为上层空间计算与智能分析提供稳定数据源。
（二）空间反演与建模层
作为空间能力构建的基础层，核心职责是建立视频像素到空间坐标的映射关系（Pixel-to-Space）。通过摄像机内外参标定、安装参数解析与空间参考系统一，实现 "目标在画面中出现，即可被映射到真实空间位置"，使视频目标具备可计算的空间坐标属性，为跨视角追踪与轨迹建模奠定统一坐标基础。
（三）空间计算与拓扑层
在完成空间映射的基础上，进一步构建摄像机视域模型与空间拓扑结构。系统根据摄像机安装位置、朝向、焦距及视角范围，自动计算设备间的覆盖关系、可接力关系与空间邻接关系，形成可计算、可更新的摄像机空间网络，为目标自动接力追踪提供结构化约束。
（四）目标追踪引擎层
作为系统核心运行引擎，负责追踪任务调度、跨摄像机接力决策、轨迹生成与状态维护。引擎基于空间拓扑网络与目标空间坐标，实现目标在多摄像机、多区域间的连续追踪，并对轨迹进行统一管理与持续沉淀，形成可复盘、可分析、可推演的时空轨迹数据资产。
（五）应用服务层
面向实际业务部门提供统一应用能力，涵盖目标追踪、智能布控、轨迹复盘、空间管控与研判辅助等功能。所有应用均运行在统一空间底座之上，实现跨区域、跨视角、跨时间的协同管理，支撑日常监管、事件处置与决策分析等多类业务场景。
本系统围绕 "空间统一、坐标驱动、拓扑约束、连续追踪" 的总体技术思想，构建从设备治理到目标轨迹沉淀的完整技术链路，实现视频系统从二维画面管理向空间智能治理的能力跃迁。
四、核心技术详情
（一）视频设备空间化治理技术
系统首先对视频设备基础信息进行空间化治理与结构化重构，重点补齐和统一经纬度坐标、安装高度、镜头朝向（方位角）、俯仰角度、水平 / 垂直视角、有效识别距离等关键空间属性。所有设备均被统一映射至同一空间坐标体系（World Coordinate System），并以结构化形式入库，形成可计算、可分析、可更新的空间化设备资源池，为后续视域建模、空间拓扑计算与目标接力追踪提供基础数据支撑，确保所有空间计算的一致性与可复用性。
（二）视频像素空间反演技术
基于摄像机成像模型与标定参数，建立 "像素坐标→摄像机坐标→世界坐标" 的完整像素到空间反演通路。通过内参、外参及安装参数的综合解算，使视频画面中的目标在被识别的同时，即可获得其真实空间位置坐标，实现 "目标出现即定位"。该能力是跨摄像机连续追踪、轨迹拼接与空间推演的核心前提，也是本系统区别于传统视频分析系统的关键技术优势。
（三）摄像机视域建模与覆盖计算技术
基于设备安装参数与镜头光学参数，为每台摄像机构建三维视域模型（FOV Volume），将摄像机的可视范围从二维画面扩展为三维空间体。系统可自动计算并持续更新可视覆盖范围、多摄像机重叠区域、空间盲区位置、接力可行区域等空间要素，视域模型作为空间计算的基础约束，用于判断目标在空间中的可出现区域与潜在移动路径，为后续接力决策提供物理空间依据。
（四）设备空间拓扑网络构建技术
基于视域模型与空间坐标，系统自动构建设备间的空间拓扑关系网络，涵盖邻近关系、可视关系、覆盖交叉关系、接力关系等核心内容。所有设备被组织为一张可计算、可查询、可更新的空间拓扑网络图（Camera Graph），明确摄像机间的空间衔接逻辑，为追踪引擎提供实时接力路径约束，避免盲目搜索与误判。
（五）目标连续追踪与自动接力机制
当目标在任一摄像机画面中出现时，系统自动触发连续追踪流程：目标空间定位→动态追踪范围生成→空间拓扑节点查询→可接力设备筛选→追踪任务自动派发→连续轨迹生成。系统可根据目标的移动方向、速度与空间趋势，动态调整接力策略，实现目标在多摄像机、多区域间的无缝接力追踪，确保追踪过程连续、稳定、可控。
（六）轨迹生成与沉淀机制
系统将目标运动过程结构化为标准化轨迹数据，持续沉淀为可计算的时空资产，轨迹数据包含时间戳、空间坐标、设备节点、置信度、行为状态等关键信息。所有轨迹数据支持长期存储、复盘回放、导出分析，可直接用于案件复盘、证据支撑、行为分析与趋势研判，形成从 "视频数据" 到 "空间证据" 的完整闭环。
五、业务应用支撑设计
基于统一空间底座与连续目标追踪引擎，系统面向实际业务场景提供一系列可直接落地的应用能力，实现从目标发现→空间追踪→行为研判→处置支撑→事后复盘的完整业务闭环。
（一）嫌疑人跨区域追逃
系统基于空间拓扑网络与目标连续追踪机制，自动构建跨区域、跨视角的追踪链路。当目标在不同摄像机间移动时，系统自动完成接力追踪，无需人工频繁切换画面，显著提升追逃过程的连续性与稳定性。同时支持追踪状态的实时展示与路径更新，让指挥人员直观掌握目标最新位置、移动方向与可能去向，为现场处置与协同调度提供精准空间依据。
（二）重点人员布控跟随
针对重点关注对象，系统支持一键布控与自动跟随。当目标再次出现在任意摄像机视域中，系统自动进入跟随状态并持续生成空间轨迹。跟随过程中，可结合空间规则与行为模型，对异常停留、异常绕行、异常聚集等行为进行实时提示，为提前干预提供辅助研判信息。
（三）案件轨迹复盘与取证
支持对历史事件进行一键式轨迹复盘，自动生成目标完整行动路径。复盘结果以时间轴方式展示，支持节点标注、关键片段定位与多视角联动回放。所有轨迹与关联视频可按标准格式导出，满足案件分析、证据固定与过程审计等业务需求。
（四）重点区域空间管控
以空间模型为基础，对重点区域内目标的移动行为进行实时感知与约束分析。当目标进入、离开区域，或在区域内出现异常路径、异常停留、反常移动模式时，系统自动提示风险信息，辅助管理人员及时发现潜在隐患，适用于封控区域、敏感通道、核心设施周边等重点空间的精细化管控。
（五）应急事件快速定位与追踪
在突发事件或应急处置场景下，系统支持目标的快速空间定位与自动追踪。通过空间拓扑与轨迹预测模型，对目标可能的移动方向与路径进行科学推演，为指挥调度与现场处置提供决策参考，大幅提升应急响应效率。
通过上述业务应用，系统实现了从视频感知到空间治理、从事后回溯到事前支撑的业务能力升级，为多部门协同管理提供统一、可靠、可计算的空间基础。
六、技术方案整体价值
通过本技术方案的实施，系统将在不改变既有视频建设体系的前提下，完成从传统视频监控向空间智能追踪能力的整体跃迁，为北京市公安局构建长期可持续、可扩展、可演进的目标追踪技术能力底座，具体体现在以下六个方面：
（一）视频资源：从 "看见" 到 "跟随" 的能力跃迁
传统视频系统仅能呈现画面，依赖人工判断目标去向。本方案通过空间反演与拓扑建模，让目标出现即获得空间坐标，实现自动接力与连续追踪，使视频资源从 "被动查看" 升级为 "主动跟随"。
（二）追踪流程：从人工判断到系统自动化
以空间拓扑网络为约束，系统自动完成跨摄像机追踪决策，大幅降低人工切换与经验依赖，使追踪流程具备稳定性、可重复性与可审计性，显著提升整体追踪效率。
（三）数据形态：从视频片段到连续轨迹
自动将分散的视频片段拼接为连续、完整的时空轨迹，使目标运动过程成为可计算、可复盘、可分析的数据资产，为案件侦办提供结构化支撑。
（四）空间关系：从隐性到显性
通过摄像机视域建模与空间拓扑构建，将原本隐含在画面背后的空间关系显性化、模型化，使设备间的覆盖关系、接力路径和盲区位置清晰可见，支撑科学部署与精准管理。
（五）研判模式：从经验判断到计算支撑
将原有依赖人工经验的追踪判断过程，转化为基于空间计算、拓扑约束与轨迹分析的模型化决策，使研判更客观、更稳定、更具可解释性。
（六）技术底座：构建可持续演进的能力基础
以统一空间坐标体系为核心，形成可复用、可扩展的技术底座，后续可自然延展至行为分析、风险预警、事件推演与智能调度等更高阶应用，为北京市公安局提供长期可持续发展的空间智能基础能力。
"让每一帧视频成为空间坐标，让每一次移动形成可追踪轨迹，让每一次决策有计算支撑。"
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