摘  要： 空間聯(lián)機(jī)分析處理技術(shù)將GIS與聯(lián)機(jī)分析處理技術(shù)OLAP相結(jié)合,，提供在空間維度上進(jìn)行不同尺度鉆取的解決方案——SOLAP,。在SOLAP的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考慮時(shí)間維度,，設(shè)計(jì)了雪花模式的案事件時(shí)空數(shù)據(jù)立方體,，通過(guò)對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)的切片、旋轉(zhuǎn),、鉆取等操作,，分別基于案發(fā)地空間維度、案發(fā)時(shí)間維度和時(shí)空多個(gè)維度進(jìn)行分析,，探索案事件在時(shí)空上的分布規(guī)律,，并結(jié)合二維顏色矩陣圖,、二維等值區(qū)域圖、雷達(dá)圖等圖表對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行可視化展示,，為公安機(jī)關(guān)犯罪預(yù)防,、警力配置等決策提供技術(shù)支持。

　　關(guān)鍵詞： OLAP,；數(shù)據(jù)立方體,；數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)；案事件時(shí)空分析

　　研究表明,，犯罪在地理時(shí)空分布并不均勻,，而是表現(xiàn)出一定的時(shí)空聚集特性，這種聚集性常用“犯罪熱點(diǎn)”來(lái)表述[1],。通常犯罪現(xiàn)象高度集中的時(shí)段或區(qū)域就是犯罪熱點(diǎn),。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的轉(zhuǎn)型，犯罪急劇增加,，治安形勢(shì)日益嚴(yán)峻[2]，如何有效地找到犯罪熱點(diǎn),，科學(xué)地配置警力資源,，提高警務(wù)工作效率是一個(gè)值得研究的課題。

　　早在18世紀(jì)中期,，就有國(guó)外學(xué)者將地理學(xué)與犯罪研究相結(jié)合,。犯罪地理學(xué)從誕生到現(xiàn)在一共經(jīng)歷了4個(gè)發(fā)展時(shí)期：地理環(huán)境決定論、環(huán)境決定論,、芝加哥犯罪學(xué)派,、犯罪行為學(xué)派。20世紀(jì)90年代,，地理信息系統(tǒng)GIS（Geographic Information System）被引入到犯罪地理學(xué)的研究中[3-4],。GIS的聚類(lèi)分析、鄰近分析等空間統(tǒng)計(jì)分析方法在犯罪地理學(xué)的研究中發(fā)揮了重大的作用,，為犯罪地理學(xué)提供了新的技術(shù)方法[4-5],。

　　聯(lián)機(jī)分析處理OLAP（Online Analytical Processing）是在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)快速多維分析的商務(wù)智能技術(shù)[6]?？臻g聯(lián)機(jī)分析處理技術(shù)SOLAP（Spatial OLAP）將GIS與OLAP相結(jié)合,，提供一個(gè)進(jìn)行空間維度上不同尺度的自動(dòng)鉆取的解決方案，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)空間聯(lián)機(jī)分析,，為用戶(hù)提供更加全面靈活的空間決策支持[7-9],。本文在SOLAP的基礎(chǔ)上進(jìn)一步考慮時(shí)間維度，設(shè)計(jì)適合案事件時(shí)空分析的時(shí)空數(shù)據(jù)立方體及數(shù)據(jù)模型,，通過(guò)對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)的切片,、旋轉(zhuǎn),、鉆取等OLAP操作分析案事件的時(shí)空分布規(guī)律，并且以一種直觀易懂的形式將分析的結(jié)果進(jìn)行可視化展現(xiàn),，為公安機(jī)關(guān)打擊和預(yù)防犯罪提供決策支持,，為警力配置提供依據(jù)。

　　1 案事件時(shí)空數(shù)據(jù)立方體

　　為了滿(mǎn)足用戶(hù)從多角度進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢(xún)分析的需求,，需要建立一個(gè)基于事實(shí)和維的數(shù)據(jù)庫(kù)模型——多維數(shù)據(jù)模型,。常見(jiàn)的多維數(shù)據(jù)模型有星型模型和雪花模型。星型模型的維度表是非規(guī)范化的,，往往會(huì)造成數(shù)據(jù)冗余,，使事實(shí)表變得臃腫。通過(guò)對(duì)星型模型的進(jìn)一步層次化可以得到雪花模型,。公安案事件數(shù)據(jù)層級(jí)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,，且屬性數(shù)據(jù)間多對(duì)多關(guān)系比較多，例如,，不同類(lèi)型的案件可能發(fā)生在不同的警區(qū),，不同警區(qū)需要處理不同類(lèi)型的案件。為了減少數(shù)據(jù)冗余,，提高查詢(xún)性能,，本文選擇雪花模型來(lái)組織公安案事件的數(shù)據(jù)，如圖所示,。

　　基于多維數(shù)據(jù)模型,，進(jìn)行案事件時(shí)空數(shù)據(jù)立方體的維度和度量的設(shè)計(jì)。維度指觀察對(duì)象的角度,，比如案發(fā)時(shí)間,、案發(fā)地、案件類(lèi)別等,；度量是與多個(gè)維度交叉的測(cè)度,，如案事件數(shù)量?？梢杂靡唤M視圖表示維度和度量的多種組合,，

　　2 案事件時(shí)空分析

　　基于上述案事件時(shí)空數(shù)據(jù)雪花模型和數(shù)據(jù)立方體，建立案事件時(shí)空數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù),，通過(guò)上卷,、下鉆、切片,、切塊等操作及其組合和各種可視化形式,，即可進(jìn)行基本的犯罪時(shí)空分析。

　　2.1 基于案發(fā)地空間維度的分析

　　利用案發(fā)地維度的上卷,、下鉆操作,，可以直接獲得不同空間維度的各類(lèi)案事件數(shù)量,。還可以根據(jù)案發(fā)地的地理坐標(biāo)，將其“撒點(diǎn)”到行政區(qū)劃地圖或警務(wù)轄區(qū)地圖,，分析案事件的空間分布情況,，得到不同空間維度的案事件分布“撒點(diǎn)圖”，如圖所示,。

　　2.2 基于案發(fā)時(shí)間維度的分析

　　利用案發(fā)時(shí)間維度的上卷,、下鉆操作，可以直接獲得不同時(shí)間維度的各類(lèi)案事件數(shù)量,。

　　也可以通過(guò)二維顏色矩陣圖,、二維等值區(qū)域圖（二者皆用顏色的飽和度大小表示案事件數(shù)量的多少），或者用雷達(dá)圖（用從圓心到曲線(xiàn)的距離大小表示案件數(shù)量的多少）分析案事件的高發(fā)時(shí)段,。

　　根據(jù)案發(fā)時(shí)間和“撒點(diǎn)圖”,，還可以通過(guò)時(shí)間軸的形式分析案事件的空間分布隨時(shí)間（如不同年份、不同月份,、不同季度,、周一到周日、一天中的不同時(shí)段等）的變化,；也可以通過(guò)上卷,、下鉆操作得到不同時(shí)間維度的犯罪分布狀況。如圖8所示,，可以通過(guò)基于犯罪年歷的時(shí)間選擇進(jìn)行“年—月—日”的下鉆操作，分別得到某年,、某月直至某天的案事件分布“撒點(diǎn)圖”,。

　　2.3 基于時(shí)空多個(gè)維度的分析

　　例如，如果需要獲得某時(shí)刻各個(gè)區(qū)域案事件的數(shù)量,，可以按照時(shí)間維度進(jìn)行切片操作,。行政區(qū)劃維度選擇“縣（市、區(qū)）”字段,，時(shí)間維度選擇“時(shí)”字段,，用從紅色到綠色的雙色漸變方式表示案事件數(shù)量從多到少，形成如圖所示的二維顏色矩陣,，從中可以發(fā)現(xiàn)各縣（市,、區(qū)）案事件的高發(fā)時(shí)段。

　　公安案事件數(shù)據(jù)量非常大,，用手工方式或傳統(tǒng)的基于數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢(xún)方式分析起來(lái)比較復(fù)雜,。本文提出基于OLAP的犯罪時(shí)空分析，可以從時(shí)間,、空間等多維角度對(duì)案事件數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)分析,，輔之以地圖和圖表對(duì)結(jié)果進(jìn)行可視化展現(xiàn),，為公安機(jī)關(guān)打擊和預(yù)防犯罪、科學(xué)配置警力等決策提供技術(shù)支持,。

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