虚拟战场态势显示系统的开发研究

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1、虚拟战场态势显示系统的开发研究刘成来任丽秋(65015部队，辽宁大连116023)摘要：以分布交互仿真中的虚拟战场态势显示为需求背景，基于地理信息系统的理论和相应的软件工具，在虚拟战场态势显示中引入GIS技术，实现了基于GIS的虚拟战场态势二维与三维、静态与动态的显示，以及战场数据的添加与查询，计算机生成兵力的初始化及实时驱动、飞机地形高程匹配飞行的三维仿真。开发了一个具有统一集成环境、二维与三维态势显示相对应等特点的原型系统,并介绍了其组成、功能和特点。关键词：虚拟战场；地理信息系统；分布交互仿真；态势显示通过虚拟战场态势显示，为指挥员提供决策信息，已经

2、是现代战争中的一种常用方法，而“3S”技术(RS，遥感；GPS，全球卫星定位系统；GIS，地理信息系统)被广泛的运用到从战略构思到战术安排的各个环节，它们已经成为决定战争成败的一个重要因素，例如：在计算机上建立GIS与RS的集成系统，它能用自动影像匹配和目标识别技术，处理卫星和高空侦察机实时获得的战场图像，及时的将反映战场现状的图像叠加到数字地图上，数据直接传送到前线指挥部，为军事决策提供全天候的实时服务。地理信息系统采用空间数据库以及矢量图系统管理和显示各种地理信息及其属性信息，可以使战场的二维态势信息管理更加规范，使用灵活方便，同时可以将基于地图的二维

3、态势显示与三维战场环境对应起来，便于更为直观反映作战实体的动态性能和交互过程。1系统功能该系统的主要功能有：（1）二维态势显示：包括地图的显示、缩放、平移、区域选择及划分等。（2）三维态势显示：基于DEM（数字高程模型）数据，以等高线和表面的形式把战场态势显示出来，并于二维态势相对应。（3）地形高程匹配：生成的三维地形可以用来进行飞机在给定高度范围内自动飞行的仿真。（4）计算机生成兵力（CGF）的初始化及其实时显示：在地图上布置红蓝双方的固定目标，并显示双方活动目标的运动轨迹和对抗效果。（5）信息查询：建立数据库，实现地理、人文等信息的查询，以及对它们进行

4、添加、修改和删除等操作。（6）网络通讯：分布式交互仿真离不开网络通讯，建立控制台和仿真结点，实现前者发出指令，驱动实体运动，后者接收数据，绘制出实体运动的轨迹。2系统结构该系统使用PC机在Windows2000操作系统中，以MicrosoftVisualBasic为总体开发环境，集成多种工具软件进行开发的。下面将分软件和硬件两部分讲述系统的结构。硬件结构如图1所示：1控制台和结点通过基于UDP/IP的通讯协议连接起来，可根据需要添加新的结点或把该系统加入到一个更大的系统中去。应用型GIS开发主要有两种实现方式：独立开发和基于通用GIS软件的二次开发，两者都

5、有各自的优势和不足。独立开发要求从头做起，开发难度大，总体投入多，但由于无须依赖商业GIS工具软件，不受它们限制，灵活性高。二次开发的优点是起点高，可以直接调用已有GIS平台现成的功能，但单纯利用GIS工具软件进行二次开发很多方面受到限制，而且难以完成一些特殊应用。然而目前许多GIS软件公司都给用户提供了除OLE（ObjectLinkingandEmbedding）方法外的ActiveX控件，作为用户进行集成二次开发的工具。在通用编程工具如VisualBasic、Delphi中，直接将GIS功能嵌入其中，实现地理信息系统的各种功能。因此结合GIS工具软件与

6、可视化开发语言，既可以充分利用GIS工具软件已有的对地理信息的管理、显示功能，又可以利用其它可视化开发语言具有的灵活性，集二者之所长。在本系统中首先采用MapInfo公司的GIS组件——MapX完成战场二维态势的显示、地区划分等，以及CGF初始化及实时驱动，并通过与Access数据库绑定，实现地理信息与人文信息的添加与查询。然后在独立开发部分完成的内容包括用IDL（交互式数据语言）软件实现与二维地图相对应的局部三维地形快速生成及地理信息查询；用DEM数据浏览器软件3DEM和三维建模软件MultigenCreator以及视景仿真驱动软件OpenGVS实现飞机

7、地形高程匹配的三维仿真；还有基于UDP/IP协议的网络通讯功能。最后通过ActiveX技术把这些功能都集成的VB的开发环境中。通过菜单及按钮等控件对系统进行调度和管理。3软件功能模块3．1二维态势显示二维态势显示是基于通用的地理信息系统软件MapInfo完成的，这里要完成两步工作：第一，用MapInfoProfessional制作地图；第二，用基于ActiveX技术的MapInfoMapX组件把地图嵌入到VisualBasic窗体中，并添加按钮等控件，编程实现地图缩放、区域选择等操作。通过与采用传统的Windows绘2图方法的系统比较，可以明显的发现用地理

8、信息系统矢量图作为虚拟战场二维态势显示有着运行效率高、地图显示规范