基于C#与ArcEngine的军事标图地理信息系统的设计与实现

发布时间：2014-12-22 15:06

 

【摘要】 正确、高效的军事标图,可以快速地向战斗指挥人员提供清晰、明了的军事态势,有利于战斗指挥人员从实际出发,做出有利于已方的战斗部署,以赢得战场优势乃至胜利。现代信息化条件下的战争(军事斗争)对指挥作战(指挥控制)的时效性提出了极高的要求。指挥(辅助)决策智能化、指挥控制实时化、战场态势可视化、武器装备信息化成为取得未来战争胜利的关键要素。指挥(辅助)决策智能化,首先要求指挥决策的情报搜集自动化、信息化和智能化。作为指挥信息化、实时化和智能化重要构成要件的军事标绘技术应运而生。数字化的军事标图系统是以提高成图速度,满足作战需要,向战斗指挥人员提供清晰、明了、实时的战场态势,帮助战斗指挥人员快速做出有利于已方决策为目的数字化系统。针对现实需求,本文主要对军事标绘系统的设计与功能实现的有关技术进行科学研究。军标符号的生成和军事标绘的方法的信息化是数字化军事标绘技术的核心。本文首先阐述了利用现有技术,采集和制作符合军标的军事符号,建立军事标图符号库,为后序导入军事标图系统做准备。其次,在依靠C#编程语言所提供的强大,灵活的编程方式,基于功能强大,接口完整的ArcEngine开发平台所提供的各种组件和接口,设计了一套数字化军事标图系统,并加以实现。然后详细展示了本软件系统的各主要部件及界面,并详细列出实现本系统各主要功能的各个函数。最后,在实现软件系统功能的基础上,加以总结并对本软件系统的后序升级版本提出自己的设想。 

第1章绪论

军事地理信息系统作为地理信息系统的重要的应用方向，与民用的地理信息系统相比，军事地理信息系统除了要进行军事情报、重要军事目标、军事地形等各种军事信息的管理之外，还要求随时可以进行作战指挥态势标注并更新。指挥人员需要在作战地区的军事地图背景上标识敌我双方的军事部署、特殊地形及敌我军事力量的运动方向等信息基于军事地理信息系统可以充分地利用各种地理信息与属性信息，应用军事地理信息系统各种分析手段，为战场指挥决策人员提供准确的数据分析，制定正确的决策部署，并形成军事标图。西安总参测绘研究所开发的军事标图系统，对三维标图系统与平面标图系统进行了初步的比较，初步建立了军事标图模型库。国防科技大学杨强、陈敏等人的静态军标的实时生成与标绘，结合实体模型和公告板技术，实现静态军事标图的方法。国防科技大学赵周对动态军队标号的生成进行了研究。国防科学技术大学杨强在对二维动态军标分析的基础上，提供了较为完整的三维矢量军事标图体系，建立了初步的三维军队标号系统的孔维在深入分析非规则军队标号的图形学规律和方法学基础上设计并实现了系统化的非规则军事标图，并对三维环境中图形填充的剖分算法进行了重点探讨吉林大学姜华文在充分分析非规则军队标号结构特点和绘制过程的基础上，给出了三维非规则军队标号的B样条表示模型和解决方案。
........

第2章军事标图系统总体设计

2.1系统总体功能设计
根据军事标图系统需求对系统实行模块化设计，主要有基本操作模块、鹰眼图模块、军事标图模块、路径分析模块四大模块，结构如图2-1。基本操作模块：实现地图打开、保存，图层数据加载，地图的放大、地图缩小，距离测量，操作撤销、恢复，地图的平移等功能。鹰眼图功能模块：实现地图主界面操作的鹰眼图功能。军事标图模块：实现地理坐标定位，军事标图，军事标图的移动、移除。路径分析模块：实现给定点路径规划分析，自动提示导航窗口，导航结果打印、预览、编辑，路径规划图层的隐藏、显示、清除。

 

2.2系统平台
在地理信息系统传统数据模型主要有矢量模型、栅格模型和关系数据模型。传统的数据模型对空间对象进行几何分解。即由一维构成二维，二维构成三维，实现对点要素、线要素、面要素的管理，对完整的对象表达能力不强。传统模型将数据的定义和操纵分离，数据信息的存储和运算繁琐，数据结构的可扩充性差，不能实现对空间实体进行快速查询，在某些地理实体作为整体分析时较为困难。由于传统的关系数据模型是一张二维的表，很难用来表达空间复杂层次和网络数据。为了能用规范化的关系描述，对实体进行了人为的分解。所以传统的关系模型在效率、数据、模型、处理空间数据关系设计的对象方面难以适应。而面向对象数据模型和方法的提出和面向对象的建立，为地理信息系统所面临的问题提供了解决途径。

第3章军事标图模块建模........25
3.1MIL-STD-2525C.........25
3.2ArcGIS军事扩展模块........27
3.3军标建模........28
第4章路径分析建模............37
4.1网络........37
4.2建立网络模型.......................38
第5章基于ArcEngine的军事标图系统的实现......47
5.1加载控件........................47
5.2添加引用.................48
5.3实现基本操作.........................49

第5章基于ArcEngine的军事标图系统的实现

5.1加载控件
系统主界面设计，如图5-2所示。系统大部分菜单使用图形显示，这样更加直观生动。坐标定位是军事标图系统很重要的一个基础功能，在对坐标精度要求很高的军事指挥行动中，军事标图、路径规划都建立在准确的坐标定位上。系统菜单栏坐标定位的图标是运行效果如图5-3。从图中可以看到军事标图系统支持种坐标网格系统，并可以对坐标点实行标注和闪烁。

5.2添加引用
作战过程：此次作战分为三个阶段。战争开始，美军兵分三路，由摩托化步兵团、装甲突袭团和自行火炮营从西部正面防线主攻由工程兵部队从伊军东北防线破坏其工事作协助性进攻，由陆军固定翼特种攻击大队从伊军西南防线空中袭击，美军计划通过三个方向的进攻最会彻底清剿伊军。战争打响后，伊军情报得知美军作战方案，派空军中队对美军空中部队进行阻栏，切断美军空中交通线，派装甲步兵团和装甲团在西部正面防线阻击美军，美军迫于人员伤亡压力停止进攻。美军调整作战方案，开辟新的空中交通线，绕过伊军空军中队从南部空袭伊军，把地面部队的摩托化步兵、装甲突袭团分开，由摩托化步兵团继续跟伊军在正面战场僵持，把装甲突袭团调到北部防线反击伊军，同时工程兵部队向伊军散发传单，播放无线电信号，对伊军劝降。在四个方向的猛烈进攻和强大的心理压力下伊军投降，笔耕文化推荐期刊，战争宣告结束。
.............

总结与展望

本文对中外军事标图系统进行了对比研究，提出了目前国内军事标图系统存在的问题，从而确立了基于的军事标图系统解决方案。首先，本文设计了军事标图系统的总体功能，将系统分为基本操作、鹰眼图、军事标图、路径分析等四大模块，并实现了地理数据库设计及各个功能模块的详细设计；然后，本文对军事标图、路径分析模块进行了建模，并在此基础上，对军事标图系统各功能模块进行了具体实现：利用的通用功能实现现代战争需要的基本地图操作，如文件的打幵与保存，地图的浏览、缩放，经纬度坐标点定位，测量等功能；利用两个控件实现鹰眼图功能，提高通视全局的能力；根据数据存储原理对系统进行数据库设计，存储军事标图和网路数据；利用实现军事标图功能；利用实现路径分析功能。本系统与传统的军事标图系统相比在功能和效率上都有很大的优势，但是还有很多需要完善的地方，其中包括：细化系统。由于时间有限，对军事标图模块中军事标图的实现没有全部细化，只是选择几个军标进行了示范性的开发，如果做成完善的面向市场的软件，需要进一步细化、丰富系统。路径分析模块。目前系统的阻尼成本主要是时间，还可以加入作战单位阻尼，如遇到一个团的兵力需要消耗多少兵力时间等。

 

............

参考文献:

[1] 焦丽萍,李志凌.  关于标图自动评判问题的算法研究与实现[J]. 电脑知识与技术. 2010(18)
[2] 汤晓安,陈敏.  一种基于网格控制的3维军标符号动态建模与优化方法[J]. 中国图象图形学报. 2009(09)
[3] 张峻华,廖学军,罗勇.  军用标图系统决策支持功能研究[J]. 兵工自动化. 2007(12)
[4] 李玉阳,晋朝勃,笪良龙,卢晓亭.  MGIS技术在海军信息战中的应用[J]. 指挥控制与仿真. 2007(03)
[5] 许捍卫,茆德柱,何江.  基于ArcEngine的GIS三维功能开发技术研究[J]. 测绘工程. 2006(06)
[6] 李启元,宋胜峰.  军事标图系统架构研究[J]. 舰船电子工程. 2006(06)
[7] 王妮,钟志农,李军,景宁.  基于MapObjects的军事标图系统[J]. 兵工自动化. 2006(08)
[8] 陈展荣.  城市地理信息矢量标图系统的设计与实现[J]. 暨南大学学报(自然科学与医学版). 2004(05)
[9] 王家耀.  地理信息系统的发展及其在信息战中的应用[J]. 信息工程大学学报. 2004(02)
[10] 苗启广,杨思燕,王宝树,刘磊.  基于GIS技术的军用地图控件的设计[J]. 电光与控制. 2003(03)



本文编号：10814