季 欣,鐘曉斌,孫 凱,郭建華

(1.江蘇省交通運輸廳公路事業(yè)發(fā)展中心,江蘇 南京 210004;2.東南大學 智能運輸系統(tǒng)研究中心,江蘇 南京 211189)

0 引言

隨著媒體技術和互聯網技術的發(fā)展,公路運輸行業(yè)對高質量媒體資料的需求日益增長,公路圖片影像資料作為重要的信息傳遞媒介得到了空前發(fā)展,其產出數量呈爆炸式的增長[1],給資料整理帶來了困難:(1)素材的日積月累使得用戶難以保管和再次加工利用這些素材;(2)由于素材的類型變得越來越多,用戶尋找高質量有針對性的素材需求難以得到滿足。為解決上述問題,需要建設公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)。

圖片影像資料庫管理系統(tǒng)是具有互聯特質的內容管理平臺,能夠將圖片影像資料標簽化、場景化、細分類化,實現圖片影像資料的便捷調用和快速共享[2]。圖片影像資料庫管理系統(tǒng)能夠實現高效的素材檢索、管理、存儲和分享,改善用戶對圖片影像資料的使用體驗,幫助用戶進一步挖掘圖片影像素材的價值,對提升公路交通宣傳者工作效率,支持公路圖片影像資料的大規(guī)模傳遞與分享具有重要的意義。

為科學指導面向公路交通宣傳的圖片影像資料庫系統(tǒng)設計,本文將從公路交通宣傳部門的業(yè)務需求和行業(yè)特點出發(fā),進行公路圖片影像資料庫的需求分析,闡述了影像資料庫的設計原則,給出了影像資料庫管理系統(tǒng)的具體設計內容。

1 圖片影像資料庫管理系統(tǒng)需求分析

在設計圖片影像資料庫管理系統(tǒng)的過程中,需求分析是至關重要的階段[3]。需求分析有助于了解用戶的期望,明確系統(tǒng)處理的對象,指定圖片影像資料庫管理系統(tǒng)設計的范圍和目標,確定系統(tǒng)應具備的具體功能,弄清系統(tǒng)設計的具體技術要求。本節(jié)將對系統(tǒng)的部署需求、功能需求、性能需求和素材采集需求開展分析。

1.1 部署需求

部署需求分析是在將資料庫管理系統(tǒng)投入實際使用前,確定具體使用環(huán)境的過程。公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)需要在省、市兩級用戶進行部署。市級將部署本市的圖片影像素材庫,省級將匯聚各市的圖片影像素材庫。

1.2 功能需求

功能需求分析是在設計和開發(fā)系統(tǒng)時確定系統(tǒng)應具備的功能和特性的過程。公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)具體功能要求闡述如下:

(1)上傳。系統(tǒng)用戶能夠對圖片影像素材進行逐一或批量上傳,建立素材的基本數據,包括拍攝時間、地點、拍攝人、拍攝參數等素材基礎信息并針對素材內容建立素材的內容關鍵詞。

(2)審核。系統(tǒng)用戶能對上傳的圖片影像素材進行審核,包括素材基礎信息、素材內容等的檢查和確認,避免質量不滿足要求、內容不合適的素材進入素材庫。

(3)查詢。系統(tǒng)用戶能按照素材的基礎信息、素材內容關鍵詞等進行素材查詢,滿足素材管理需求。

(4)刪除。系統(tǒng)用戶能利用素材查詢工具,從圖片影像素材庫中定位并刪除某一或某批素材。

(5)修改。系統(tǒng)用戶能夠利用素材查詢工具、定位素材,對素材的基礎信息、內容信息等進行修改和存儲。

(6)統(tǒng)計。系統(tǒng)用戶能夠按照素材的類別、數量、內容、基礎信息、審核狀態(tài)等不同口徑,統(tǒng)計并分析圖片影像素材庫的當前狀況。

(7)導出。系統(tǒng)用戶能夠針對通過審核的圖片影像素材,按照不同的用戶權限,提供不同素材質量(如原圖、中圖、小圖)的單一或批量導出,并在素材中添加水印。

(8)專題管理。系統(tǒng)用戶能夠針對如養(yǎng)護、黨建等管理需求,將相關的圖片影像素材建立專題,并提供專題的管理和查詢等功能。

(9)用戶管理。系統(tǒng)管理員能夠針對省、市兩級用戶,建立用戶權限,如上傳、審核、導出、瀏覽等。

(10)基礎信息管理。系統(tǒng)用戶能夠建立各市的基礎信息數據庫,如縣區(qū)、普通國省道、農村公路、服務區(qū)、收費站等。

1.3 性能需求

性能需求分析過程涵蓋了系統(tǒng)易用性、響應速度、穩(wěn)定性、安全性和可擴展性等各個方面的性能要求。面向公路交通宣傳的圖片影像資料庫系統(tǒng)性能要求如下:

(1)易用性。公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)應具備較為簡潔的使用界面,管理人員只需選擇要查的地級市、類別、標簽,在屏幕上點擊就可以很容易地進行查詢。此外,資料庫的操作應保證用戶能夠輕松地使用、管理和維護系統(tǒng),不應讓用戶在系統(tǒng)的使用過程中感到迷惑。

(2)響應速度。公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)響應速度主要需要考慮到視頻、圖像的加載。其中,由于視頻圖像放在數據庫中會大大降低數據庫的響應速度,因此,可以考慮將視頻圖像放在本地硬盤中,數據庫表中僅存放相應的路徑,解決視頻圖像加載緩慢的問題。

(3)穩(wěn)定性。公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)存在多個用戶同時使用,大批量、長時間的工作的情況。在此情況下,需要保證其運行的穩(wěn)定、可靠和持續(xù)。因此,系統(tǒng)需要具有一定的冗余設計,包括負載冗余、數據冗余設計等。負載冗余設計能夠分擔用戶請求的負載,有助于防止任何一個系統(tǒng)組件過載,從而提高系統(tǒng)的性能和響應速度。數據冗余則是通過將數據復制到多個位置或存儲設備,可以防止數據丟失或損壞。如果一個存儲設備發(fā)生故障,系統(tǒng)可以使用備份數據進行恢復。

(4)安全性。系統(tǒng)的安全性主要是要求查詢系統(tǒng)應具有相應的數據完整性。數據的安全保護與恢復功能能夠有效地防止信息被非法竊取、篡改,可以預防和抵抗黑客攻擊和惡意訪問,保護采集到的各種視頻圖像素材。公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)具有多類用戶,在設計系統(tǒng)時應該考慮到用戶身份,對不同的用戶開放不同的權限,給普通個人用戶較少的權限,給工作人員開放審核、刪除權限,保證素材文件的安全,素材內容的高質量。

(5)可擴展性。可擴展性要求公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)能夠有效地適應不斷增長的數據量、用戶數量或負載,而不降低性能或可用性的能力。具體而言,可擴展性要求公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)能夠在需要時進行水平或垂直擴展,以滿足業(yè)務需求和應對負載增加的情況。

1.4 素材采集需求

根據圖片影像資料的應用方向,可將公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)中的素材主題劃分為8類:建設篇、養(yǎng)護篇、管理篇、服務篇、綠色發(fā)展篇、科技創(chuàng)新篇、農村公路篇和黨建引領篇。此外,為方便統(tǒng)一管理,保證圖片影像資料的可用性,需分別規(guī)定圖片和影像資料的格式,并為其規(guī)定最低和最高文件大小。

2 設計思路

本節(jié)根據前述需求分析結果,從設計原則和總體框架2方面,闡述公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)的設計思路。

2.1 設計原則

設計原則的作用是為系統(tǒng)設計提供明確指導,統(tǒng)一協調設計過程中的沖突。設計者借助設計原則,能夠在設計過程中做出明智決策,創(chuàng)建高質量和滿足目標要求的系統(tǒng)。公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)的設計原則具體如下:

(1)靈活性原則。系統(tǒng)需要在一定程度上適應未來需求的變化。因此,在設計過程中需要開展模塊化設計,考慮系統(tǒng)的可擴展性和可配置性,以便在需要時對系統(tǒng)進行調整。

(2)合規(guī)性原則。由于公路交通圖片影像資料可能涉及國家安全、個人隱私等敏感信息,因此,在設計時需要遵守使用的法規(guī)、行業(yè)標準和安全要求。

(3)經濟性原則。在系統(tǒng)設計的過程中,需要權衡各種決策,確保最低限度地滿足項目需求的同時,最小化系統(tǒng)開發(fā)成本。例如,在系統(tǒng)設計過程中,優(yōu)化系統(tǒng)開發(fā)的資源使用,避免不必要的浪費和開支;考慮系統(tǒng)的更新、維護和支持的成本;選擇綜合考慮開發(fā)工具的成熟性和成本;明確系統(tǒng)規(guī)模和功能范圍,避免不必要的功能膨脹。

2.2 總體框架

考慮公路交通宣傳圖片影像資料的統(tǒng)一管理需求,對公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)進行省、市兩級系統(tǒng)部署,其部署方式如圖1所示。市級系統(tǒng)中已審核的素材導出至移動硬盤并進行傳遞,省級管理員將導出的素材再導入省級系統(tǒng)。圖片影像資料庫的系統(tǒng)整體架構使用“圖片影像素材目錄”存儲圖片影像素材電子文件,使用“資料庫管理系統(tǒng)”建立圖片影像素材電子文件的數據庫信息目錄,實現對圖片影像素材的管理。市級的圖片影像素材庫需建立單獨的圖片影像素材文件存儲目錄,并按照素材類別,即建設篇、養(yǎng)護篇、管理篇、服務篇、綠色發(fā)展篇、科技創(chuàng)新篇、農村公路篇和黨建引領篇8大主題,分別建立下級文件存儲目錄(主題目錄)。最后,在各主題目錄下,分別建立圖片和視頻文件目錄。省級的圖片影像素材庫則需建立全省圖片影像素材目錄。

圖1 系統(tǒng)總體框架

綜合考慮系統(tǒng)功能需求和總體部署框架,可以確定省、市兩級圖片影像資料庫管理系統(tǒng)的部署方式,如圖2所示。省、市兩級系統(tǒng)需要提前部署好本地服務器,即終端。其中,本地服務器中存放了實現系統(tǒng)邏輯功能的程序,用以實現用戶的請求響應并存放已經上傳的素材。當用戶需要時,即可從服務器中取出,進行使用;當用戶上傳的素材經過審核后,又可以存進服務器中。同時,本地服務器也存放了有關素材的各種信息,包括素材名、素材在服務器上的存儲路徑、素材拍攝人、拍攝地點等。省、市兩級系統(tǒng)的用戶可以通過網頁訪問本地服務器來實現各種功能。

圖2 系統(tǒng)部署方式

根據系統(tǒng)部署方式,可確定系統(tǒng)的數據流向,借以明確系統(tǒng)的業(yè)務流程。系統(tǒng)的數據流向如圖3所示。圖片影像資料及其對應的電子文件信息經用戶上傳至素材庫和數據庫后由管理員審核。經管理員審核后,影像資料素材可被用戶瀏覽、下載和導出。

圖3 系統(tǒng)數據流向

3 系統(tǒng)用戶設計

公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)為不同類型的用戶提供服務。在服務的過程中,為保證數據的安全性、完整性,減少數據被濫用和盜竊的風險,需針對不同類別的用戶分配不同的權限,并為不同權限的用戶開放不同功能。

考慮公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)的用戶職責、特點及訪問需求,可將所有用戶大致分為4類:普通用戶、上傳人員、審核人員、管理員。上述4類用戶具體描述和使用權限規(guī)定如下:

(1)普通用戶是系統(tǒng)的標準用戶。其權限包括查詢和檢索數據、更新個人信息、向資料庫中添加數據、刪除自己創(chuàng)建的數據、訪問普通報告等。

(2)上傳人員是專門負責上傳素材的用戶。其權限包括批量上傳素材、修改和更新自己批量上傳的數據、備份數據等。

(3)審核人員是專門負責對素材進行審核和管理的用戶。其職責是保證素材和對應數據的準確合規(guī),保障數據安全性,避免素材的使用侵犯版權。審核人員的權限包括素材查看權限、批準和拒絕數據提交和變更的權限、審查記錄權限、報告和通知權限等。

(4)管理人員負責管理整個系統(tǒng),負責對用戶注冊進行審核,是擁有最高權限等級的用戶,在維護、監(jiān)控和管理系統(tǒng)方面發(fā)揮重要作用。管理人員的職責是在確保資料庫系統(tǒng)運行正常、數據安全的同時,有效支持和指導其他用戶,滿足各類用戶的業(yè)務需求。管理人員的權限包括用戶管理、數據庫對象管理、安全性管理、系統(tǒng)性能調優(yōu)、系統(tǒng)配置、數據備份與恢復等。

4 功能設計

在系統(tǒng)需求分析和用戶設計的基礎上,可以確定公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)應具備10項功能:登錄、注冊、上傳、審核、素材管理、專題管理、素材統(tǒng)計、用戶審批、導入和導出,如表1所示。

表1 圖片影像資料庫系統(tǒng)功能

5 數據庫及素材庫設計

圖片影像資料庫系統(tǒng)由數據庫和素材庫組成。其中,數據庫用于存儲和組織圖片影像資料和用戶的元數據,用以描述素材屬性(包括:文件名、文件大小、創(chuàng)建日期、作者、拍攝地點等)、特征(包括:圖像分辨率、顏色特征等)、含義(包括:關鍵字、版權信息、圖像主題、場景等)、結構(包括:圖像關聯、圖像版本、圖像集合等)和用途等內容,支持資料庫素材的檢索和權限控制。數據庫不直接提供圖片影像素材的預覽功能,而是用于支持素材庫的功能,其作為一個后端數據庫系統(tǒng),供素材庫調用和查詢。

素材庫則用于存儲和管理各類型的媒體素材,如圖像、照片、音頻、視頻、圖標等,供不同項目和文檔使用。素材庫具有清晰友好的用戶界面,支持預覽、素材類型篩選和搜索等功能,以便用戶能夠輕松查找和選擇所需的圖片和影像資料。數據庫和素材庫的協同工作,組成綜合的圖片影像資料庫系統(tǒng)解決方案。

6 結語

加強公路文化建設是公路事業(yè)高質量發(fā)展和公路事業(yè)現代化的重要內涵。因此,需要有效加強公路交通圖片影像資料的應用和價值挖掘,以打造更好的公路文化產品。本文介紹了公路交通圖片影像資料庫管理系統(tǒng)的設計思路和具體設計內容,有助于公路交通宣傳工作人員有效利用和發(fā)掘公路交通圖片影像資料的價值,促進公路文化產品的生產和打造,展示公路交通的發(fā)展歷程和美好現狀,加強公路文化建設,促進公路事業(yè)的高質量發(fā)展和現代化進程。