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三维联合应急行动作战系统研究与开发

唐宇飞  
【摘要】:随着三维技术、RS、GPS、GIS等多学科技术的发展,基于应急行动的三维地理信息系统在民用方面广泛普及,它的辅助决策作用越来越受到人们的关注。然而,在军用方面,我们与美国等国家还有很大差距。基于这一差距,本文确定了研究的内容。 首先,介绍了3S技术。RS可以为系统开发提供地表影像和高程数据,这是三维地图可视化的数据来源。GPS和北斗BDS可以实现对目标的定位及导航。GIS则可以为系统开发提供平台。 对于三维联合应急行动作战系统研究的关键技术,重点研究了三维标绘和态势推演。三维标绘符号使得地形可视化得到了增强,效果更逼真,辨识度更高。通过对常用的几种标绘方法进行对比,综合各种方法的优点,确定标绘的方法。态势推演,可以实现对事件的动态预测,以及对计划的检验。态势推演由事件和动态两方面组成。通过分析事件影响因素建立对应事件的模型,联合模型在连续一段时间里的变化实现动态推演。 三维联合应急行动作战系统开发,应用的软件包括Skyline软件系统、MapX控件、Oracle数据库。Skyline软件系统用于三维地图的构建;Map X控件主要实现地图的浏览、放大、缩小、平移等功能;Oracle数据库则用于存储管理各种数据。 三维联合应急行动作战系统研究与开发,实现的主要功能包括以下几点: 1.大量数据的实时加载 三维联合应急行动作战系统中使用的数据主要包括军事数据和基础地理信息数据这两类。军事数据包括行动模拟、目标模型等。基础地理信息数据则包括大量遥感地表、DEM栅格数据及地物矢量数据。 本文通过Oracle数据实现大量空间数据的存储和应用分析,通过控制类别和范围进行数据加载只加载操作者感兴趣的数据;通过坐标进行屏幕加载控制,实现当前屏幕的加载数据,实现根据用户需求进行数据加载分析。 2.三维地图可视化 三维地图可视化,数据源选用遥感地表影像数据、DEM高程数据、地物类数据。在Skyline软件三维平台上,首选对不同类型图像重采样,然后通过影像叠加的方法了实现三维地图。使用Map X控件还能实现地图的浏览、编辑、注释等。三维地图的可视化,使得地图上的地理信息更丰富。 3.北斗信息分析定位 北斗定位系统的接入,实现了北斗用户的地理位置,传送消息授时等,快速显示用户机的信息以及历史使用数据,通过系统模型进行显示用户位置及数据。三维联合应急行动作战系统通过将北斗导航定位设备装备于目标上,实时获取部队位置和分布信息,也可以了解其他协同作战部队的具体位置分布信息,实时掌握人员设备情况,及时做出部署调整。 4.三维标绘 三维联合应急行动作战系统以三维标绘为主,二维主要是显示数据,整体实现一体化。在三维上进行标绘,同时二维图上同时显示标绘地物。通过接口和数据库配置文件等进行三维地图上的军事标绘信息,达到二三维一体化管理与分析。 三维标绘,结合程序开发算法,实现快捷图上三维标绘,点状地物标号模型可以自由扩充,实现动态标绘,方便快捷操作。系统建立了三维军事模型库,图片,点的符号库,还编写了军事符号库,对军事行动等专用符号的绘制。 5.态势推演 首先制作三维联合应急行动作战系统所需的各种模型数据,系统主要是通过建立各种演示对象,在三维场景中创建个对象的运动路线,运动速度,时间等信息,然后将对象与运动路线建立对应关系,通过时间控制个物体的运动真实显示推演方案各个过程,可以设置加速暂停等,随时观测各物体的运行。本文结合三维系统的地理环境,具体以洪灾模拟、火灾模拟、核污染扩散3个事件为例,实现了态势推演。 6.信息实时发布、查询 三维联合应急行动作战系统实现了文书的拟制、发送、管理、审核等文书作业,通过设定权限,使得文书的发送可控。系统在数据库保存了以往的天气及水文信息,不仅可查询当天的气象水文信息,通过日期选择,还可查询以往的信息记录。


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