基于C#與ArcEngine的軍事標(biāo)圖地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
【摘要】 正確、高效的軍事標(biāo)圖,可以快速地向戰(zhàn)斗指揮人員提供清晰、明了的軍事態(tài)勢(shì),有利于戰(zhàn)斗指揮人員從實(shí)際出發(fā),做出有利于已方的戰(zhàn)斗部署,以贏得戰(zhàn)場(chǎng)優(yōu)勢(shì)乃至勝利。現(xiàn)代信息化條件下的戰(zhàn)爭(zhēng)(軍事斗爭(zhēng))對(duì)指揮作戰(zhàn)(指揮控制)的時(shí)效性提出了極高的要求。指揮(輔助)決策智能化、指揮控制實(shí)時(shí)化、戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)可視化、武器裝備信息化成為取得未來戰(zhàn)爭(zhēng)勝利的關(guān)鍵要素。指揮(輔助)決策智能化,首先要求指揮決策的情報(bào)搜集自動(dòng)化、信息化和智能化。作為指揮信息化、實(shí)時(shí)化和智能化重要構(gòu)成要件的軍事標(biāo)繪技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)字化的軍事標(biāo)圖系統(tǒng)是以提高成圖速度,滿足作戰(zhàn)需要,向戰(zhàn)斗指揮人員提供清晰、明了、實(shí)時(shí)的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì),幫助戰(zhàn)斗指揮人員快速做出有利于已方?jīng)Q策為目的數(shù)字化系統(tǒng)。針對(duì)現(xiàn)實(shí)需求,本文主要對(duì)軍事標(biāo)繪系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)的有關(guān)技術(shù)進(jìn)行科學(xué)研究。軍標(biāo)符號(hào)的生成和軍事標(biāo)繪的方法的信息化是數(shù)字化軍事標(biāo)繪技術(shù)的核心。本文首先闡述了利用現(xiàn)有技術(shù),采集和制作符合軍標(biāo)的軍事符號(hào),建立軍事標(biāo)圖符號(hào)庫,為后序?qū)胲娛聵?biāo)圖系統(tǒng)做準(zhǔn)備。其次,在依靠C#編程語言所提供的強(qiáng)大,靈活的編程方式,基于功能強(qiáng)大,接口完整的ArcEngine開發(fā)平臺(tái)所提供的各種組件和接口,設(shè)計(jì)了一套數(shù)字化軍事標(biāo)圖系統(tǒng),并加以實(shí)現(xiàn)。然后詳細(xì)展示了本軟件系統(tǒng)的各主要部件及界面,并詳細(xì)列出實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)各主要功能的各個(gè)函數(shù)。最后,在實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上,加以總結(jié)并對(duì)本軟件系統(tǒng)的后序升級(jí)版本提出自己的設(shè)想。
第1章緒論
軍事地理信息系統(tǒng)作為地理信息系統(tǒng)的重要的應(yīng)用方向,與民用的地理信息系統(tǒng)相比,軍事地理信息系統(tǒng)除了要進(jìn)行軍事情報(bào)、重要軍事目標(biāo)、軍事地形等各種軍事信息的管理之外,還要求隨時(shí)可以進(jìn)行作戰(zhàn)指揮態(tài)勢(shì)標(biāo)注并更新。指揮人員需要在作戰(zhàn)地區(qū)的軍事地圖背景上標(biāo)識(shí)敵我雙方的軍事部署、特殊地形及敵我軍事力量的運(yùn)動(dòng)方向等信息基于軍事地理信息系統(tǒng)可以充分地利用各種地理信息與屬性信息,應(yīng)用軍事地理信息系統(tǒng)各種分析手段,為戰(zhàn)場(chǎng)指揮決策人員提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析,制定正確的決策部署,并形成軍事標(biāo)圖。西安總參測(cè)繪研究所開發(fā)的軍事標(biāo)圖系統(tǒng),對(duì)三維標(biāo)圖系統(tǒng)與平面標(biāo)圖系統(tǒng)進(jìn)行了初步的比較,初步建立了軍事標(biāo)圖模型庫。國防科技大學(xué)楊強(qiáng)、陳敏等人的靜態(tài)軍標(biāo)的實(shí)時(shí)生成與標(biāo)繪,結(jié)合實(shí)體模型和公告板技術(shù),實(shí)現(xiàn)靜態(tài)軍事標(biāo)圖的方法。國防科技大學(xué)趙周對(duì)動(dòng)態(tài)軍隊(duì)標(biāo)號(hào)的生成進(jìn)行了研究。國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)楊強(qiáng)在對(duì)二維動(dòng)態(tài)軍標(biāo)分析的基礎(chǔ)上,提供了較為完整的三維矢量軍事標(biāo)圖體系,建立了初步的三維軍隊(duì)標(biāo)號(hào)系統(tǒng)的孔維在深入分析非規(guī)則軍隊(duì)標(biāo)號(hào)的圖形學(xué)規(guī)律和方法學(xué)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)化的非規(guī)則軍事標(biāo)圖,并對(duì)三維環(huán)境中圖形填充的剖分算法進(jìn)行了重點(diǎn)探討吉林大學(xué)姜華文在充分分析非規(guī)則軍隊(duì)標(biāo)號(hào)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和繪制過程的基礎(chǔ)上,給出了三維非規(guī)則軍隊(duì)標(biāo)號(hào)的B樣條表示模型和解決方案。
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第2章軍事標(biāo)圖系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
2.1系統(tǒng)總體功能設(shè)計(jì)
根據(jù)軍事標(biāo)圖系統(tǒng)需求對(duì)系統(tǒng)實(shí)行模塊化設(shè)計(jì),主要有基本操作模塊、鷹眼圖模塊、軍事標(biāo)圖模塊、路徑分析模塊四大模塊,結(jié)構(gòu)如圖2-1;静僮髂K:實(shí)現(xiàn)地圖打開、保存,圖層數(shù)據(jù)加載,地圖的放大、地圖縮小,距離測(cè)量,操作撤銷、恢復(fù),地圖的平移等功能。鷹眼圖功能模塊:實(shí)現(xiàn)地圖主界面操作的鷹眼圖功能。軍事標(biāo)圖模塊:實(shí)現(xiàn)地理坐標(biāo)定位,軍事標(biāo)圖,軍事標(biāo)圖的移動(dòng)、移除。路徑分析模塊:實(shí)現(xiàn)給定點(diǎn)路徑規(guī)劃分析,自動(dòng)提示導(dǎo)航窗口,導(dǎo)航結(jié)果打印、預(yù)覽、編輯,路徑規(guī)劃圖層的隱藏、顯示、清除。
2.2系統(tǒng)平臺(tái)
在地理信息系統(tǒng)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型主要有矢量模型、柵格模型和關(guān)系數(shù)據(jù)模型。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型對(duì)空間對(duì)象進(jìn)行幾何分解。即由一維構(gòu)成二維,二維構(gòu)成三維,實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)要素、線要素、面要素的管理,對(duì)完整的對(duì)象表達(dá)能力不強(qiáng)。傳統(tǒng)模型將數(shù)據(jù)的定義和操縱分離,數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)和運(yùn)算繁瑣,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)充性差,不能實(shí)現(xiàn)對(duì)空間實(shí)體進(jìn)行快速查詢,在某些地理實(shí)體作為整體分析時(shí)較為困難。由于傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)模型是一張二維的表,很難用來表達(dá)空間復(fù)雜層次和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。為了能用規(guī)范化的關(guān)系描述,對(duì)實(shí)體進(jìn)行了人為的分解。所以傳統(tǒng)的關(guān)系模型在效率、數(shù)據(jù)、模型、處理空間數(shù)據(jù)關(guān)系設(shè)計(jì)的對(duì)象方面難以適應(yīng)。而面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型和方法的提出和面向?qū)ο蟮慕,為地理信息系統(tǒng)所面臨的問題提供了解決途徑。
第3章軍事標(biāo)圖模塊建模........25
3.1MIL-STD-2525C.........25
3.2ArcGIS軍事擴(kuò)展模塊........27
3.3軍標(biāo)建模........28
第4章路徑分析建模............37
4.1網(wǎng)絡(luò)........37
4.2建立網(wǎng)絡(luò)模型.......................38
第5章基于ArcEngine的軍事標(biāo)圖系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)......47
5.1加載控件........................47
5.2添加引用.................48
5.3實(shí)現(xiàn)基本操作.........................49
第5章基于ArcEngine的軍事標(biāo)圖系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
5.1加載控件
系統(tǒng)主界面設(shè)計(jì),如圖5-2所示。系統(tǒng)大部分菜單使用圖形顯示,這樣更加直觀生動(dòng)。坐標(biāo)定位是軍事標(biāo)圖系統(tǒng)很重要的一個(gè)基礎(chǔ)功能,在對(duì)坐標(biāo)精度要求很高的軍事指揮行動(dòng)中,軍事標(biāo)圖、路徑規(guī)劃都建立在準(zhǔn)確的坐標(biāo)定位上。系統(tǒng)菜單欄坐標(biāo)定位的圖標(biāo)是運(yùn)行效果如圖5-3。從圖中可以看到軍事標(biāo)圖系統(tǒng)支持種坐標(biāo)網(wǎng)格系統(tǒng),并可以對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)實(shí)行標(biāo)注和閃爍。
5.2添加引用
作戰(zhàn)過程:此次作戰(zhàn)分為三個(gè)階段。戰(zhàn)爭(zhēng)開始,美軍兵分三路,由摩托化步兵團(tuán)、裝甲突襲團(tuán)和自行火炮營(yíng)從西部正面防線主攻由工程兵部隊(duì)從伊軍東北防線破壞其工事作協(xié)助性進(jìn)攻,由陸軍固定翼特種攻擊大隊(duì)從伊軍西南防線空中襲擊,美軍計(jì)劃通過三個(gè)方向的進(jìn)攻最會(huì)徹底清剿伊軍。戰(zhàn)爭(zhēng)打響后,伊軍情報(bào)得知美軍作戰(zhàn)方案,派空軍中隊(duì)對(duì)美軍空中部隊(duì)進(jìn)行阻欄,切斷美軍空中交通線,派裝甲步兵團(tuán)和裝甲團(tuán)在西部正面防線阻擊美軍,美軍迫于人員傷亡壓力停止進(jìn)攻。美軍調(diào)整作戰(zhàn)方案,開辟新的空中交通線,繞過伊軍空軍中隊(duì)從南部空襲伊軍,把地面部隊(duì)的摩托化步兵、裝甲突襲團(tuán)分開,由摩托化步兵團(tuán)繼續(xù)跟伊軍在正面戰(zhàn)場(chǎng)僵持,把裝甲突襲團(tuán)調(diào)到北部防線反擊伊軍,同時(shí)工程兵部隊(duì)向伊軍散發(fā)傳單,播放無線電信號(hào),對(duì)伊軍勸降。在四個(gè)方向的猛烈進(jìn)攻和強(qiáng)大的心理壓力下伊軍投降,筆耕文化推薦期刊,戰(zhàn)爭(zhēng)宣告結(jié)束。
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總結(jié)與展望
本文對(duì)中外軍事標(biāo)圖系統(tǒng)進(jìn)行了對(duì)比研究,提出了目前國內(nèi)軍事標(biāo)圖系統(tǒng)存在的問題,從而確立了基于的軍事標(biāo)圖系統(tǒng)解決方案。首先,本文設(shè)計(jì)了軍事標(biāo)圖系統(tǒng)的總體功能,將系統(tǒng)分為基本操作、鷹眼圖、軍事標(biāo)圖、路徑分析等四大模塊,并實(shí)現(xiàn)了地理數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)及各個(gè)功能模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì);然后,本文對(duì)軍事標(biāo)圖、路徑分析模塊進(jìn)行了建模,并在此基礎(chǔ)上,對(duì)軍事標(biāo)圖系統(tǒng)各功能模塊進(jìn)行了具體實(shí)現(xiàn):利用的通用功能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)需要的基本地圖操作,如文件的打幵與保存,地圖的瀏覽、縮放,經(jīng)緯度坐標(biāo)點(diǎn)定位,測(cè)量等功能;利用兩個(gè)控件實(shí)現(xiàn)鷹眼圖功能,提高通視全局的能力;根據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)原理對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì),存儲(chǔ)軍事標(biāo)圖和網(wǎng)路數(shù)據(jù);利用實(shí)現(xiàn)軍事標(biāo)圖功能;利用實(shí)現(xiàn)路徑分析功能。本系統(tǒng)與傳統(tǒng)的軍事標(biāo)圖系統(tǒng)相比在功能和效率上都有很大的優(yōu)勢(shì),但是還有很多需要完善的地方,其中包括:細(xì)化系統(tǒng)。由于時(shí)間有限,對(duì)軍事標(biāo)圖模塊中軍事標(biāo)圖的實(shí)現(xiàn)沒有全部細(xì)化,只是選擇幾個(gè)軍標(biāo)進(jìn)行了示范性的開發(fā),如果做成完善的面向市場(chǎng)的軟件,需要進(jìn)一步細(xì)化、豐富系統(tǒng)。路徑分析模塊。目前系統(tǒng)的阻尼成本主要是時(shí)間,還可以加入作戰(zhàn)單位阻尼,如遇到一個(gè)團(tuán)的兵力需要消耗多少兵力時(shí)間等。
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本文編號(hào):10814
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