基于数字地球的战场信息集成与表现技术

【摘要】： 随着现代战争需求的发展和探测手段的不断进步,影响战场决策和态势发展的信息要素不断增多,信息量急剧膨胀,信息类型和及其拓扑结构、相关关系更加复杂化,如何利用已有信息,提高战场态势理解和决策水平,已成为国内外军事指挥决策迫切需要解决的问题。 基于卫星正射影像和数字高程模型构造全球三维地理信息的数字地球技术近几年得到了长足的发展,并迅速在军事领域得到应用,即全球虚拟战场环境技术。本文旨在数字地球环境的框架下,通过研究信息表现与集成、调度技术,构造包括部署、气象、电磁等信息在内的多维、可感知、可度量、逼真的战场环境,为参训(战)人员提供战场感知和决策服务。 论文的主要工作包括: 1.研究了海量战场环境数据的分割、存储、调度技术,提出了相关算法。在研究大规模场景的空间分割技术的基础上,提出了一种在数字地球上的空间分割方法;针对大规模场景多分辨率数据的调度特点,提出了一种基于场景空间分割和文件名的层次数据存储方法,以及在此基础上设计实现了基于视点的数据预存调度算法。 2.研究了大规模场景加速绘制技术。考虑球体上对象观察受曲率影响的特点,从不可见对象剔除和对可见性对象简化两个方面,提出了不同视点距离条件下,对象的可见性剔除算法和基于包围盒判断和顶点分裂的快速LOD调度方法。 3.研究了战场信息的集成框架和多层场景组织结构。针对不同战场信息的数据特点及相关关系,提出了以信息集成驱动为核心的战场信息集成框架;定义了数字地球上场景层,提出了基于多层场景的组织结构和综合集成方法。 4.设计了一个数字地球平台上集成各种战场信息的虚拟战场原型系统,并对上述研究结果进行演示和验证,结果表明,系统较好地实现了在数字地球平台上集成和表现各种不同的战场信息的功能,系统运行稳定,效率较高。