應急搶險救援三維地理指揮演練系統(tǒng)(共13頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上應急搶險救援三維地理指揮演練系統(tǒng)技術說明書1、 概述人與虛擬環(huán)境的交互是當前智能交互技術發(fā)展的重要內容。在國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）中，將智能感知和虛擬現(xiàn)實技術，作為我國將重點發(fā)展的前沿技術列出，期望“以人為中心”的信息技術發(fā)展，能推動多項領域的創(chuàng)新。近年來，在軍事領域，人與作戰(zhàn)環(huán)境的虛擬并自然的交互技術和集成系統(tǒng)的應用，在很大程度上幫助解決真實作戰(zhàn)訓練中的許多實際問題，如費用過高、受環(huán)境限制等，已經開始受到各國軍方的重視。 軍事電子沙盤是現(xiàn)代化信息顯示手段，是當前指揮高度自動化、快速反應、展示空間立體戰(zhàn)爭態(tài)勢的需求。其核心的設計是人與作

2、戰(zhàn)環(huán)境的虛擬交互技術，主要是利用計算設備，如計算機生成模擬的作戰(zhàn)環(huán)境，通過多通道的輸入，使得人進入虛擬作戰(zhàn)環(huán)境，極大的提高指揮輔助決策的能力和響應速度。目前，利用大屏幕顯示器、多點觸摸屏和高性能計算機組成的應急搶險救援三維地理指揮演練系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)圖紙作業(yè)和沙盤模型有了可能。采用智能交互式電子沙盤系統(tǒng)進行戰(zhàn)場指揮方案規(guī)劃，能夠依據(jù)任務要求直觀的進行系統(tǒng)的布局，并同時對規(guī)劃中的指定參數(shù)進行計算，對規(guī)劃效果做出輔助評估，為方案規(guī)劃提供實時的智能化的輔助支持。并且在規(guī)劃完成后，能夠對規(guī)劃任務進行推演展示，顯示推演過程中的各項參數(shù)，對所做規(guī)劃進行約束驗證和參數(shù)優(yōu)化提供支持。2、 解決方案組成 應急搶險救

3、援三維地理指揮演練系統(tǒng)設計以“多方共享，多點觸控，可視化交流”為典型交互及顯示特性的軍事可視化交互平臺， 應急搶險救援三維地理指揮演練系統(tǒng)由電子沙盤硬件子系統(tǒng)和電子沙盤軟件子系統(tǒng)組成，主要包括可選配的多點交互、大屏幕顯示、動作捕獲、圖像(融合)控制器、圖形工作站網(wǎng)絡等硬件設備和客戶端版本、服務器版本軟件。系統(tǒng)通過各種接口實現(xiàn)與現(xiàn)有地理信息數(shù)據(jù)及軍事相關數(shù)據(jù)庫連接，整個集成系統(tǒng)將戰(zhàn)前地理環(huán)境處理成數(shù)字化地圖，做成數(shù)字戰(zhàn)場，添加模擬作戰(zhàn)單位如：戰(zhàn)車、單兵、飛機、戰(zhàn)船等，通過可視化及交互協(xié)同功能，優(yōu)化指揮控制，提高部隊的交互、協(xié)同指揮能力。圖3-1應急搶險救援三維地理指揮演練系統(tǒng)物理結構3、 應急搶

4、險救援三維地理指揮演練系統(tǒng)平臺應急搶險救援三維地理指揮演練系統(tǒng)基于自主研發(fā)的SimVIZ可視化仿真軟件平臺構建，面向作戰(zhàn)指揮、沙盤推演、裝備試驗及教學講評等應用，采用多點觸摸、虛擬現(xiàn)實、視景增強、三維數(shù)字地球等技術，提供了現(xiàn)實更豐富、交互更先進的可視化應用平臺，代替并提升了傳統(tǒng)沙盤。下面分別介紹應急搶險救援三維地理指揮演練系統(tǒng)的基礎平臺SimVIZ可視化仿真軟件平臺，及應急搶險救援三維地理指揮演練系統(tǒng)的組成和功能。第一章第二章第三章第四章3.1電子沙盤軟件基礎平臺（SimVIZ可視化仿真軟件平臺）3.1.1平臺組成SimVIZ可視化仿真軟件平臺由三部分組成：可視化應用資源、核心組件和工具集、可

5、視化應用程序架構。圖3-1-1 SimVIZ可視化仿真軟件平臺3.1.2平臺功能SimVIZ可視化仿真軟件平臺是面向軍事指揮、戰(zhàn)術訓練、武器裝備研制等應用的，基于地理信息系統(tǒng)、視景仿真、可視化等技術的數(shù)據(jù)可視化開發(fā)平臺?？蔀楦鞣N專業(yè)可視化應用系統(tǒng)提供完整的可視化系統(tǒng)構建、運行系統(tǒng)管理、運行支持。用戶可方便的創(chuàng)建可視化仿真應用軟件，用于指揮、訓練、武器裝備試驗等。3-1-2 平臺功能3.1.3平臺特性1) 提供電子地圖、虛擬儀表、圖形、表單等多種數(shù)據(jù)表達形式，能方便地構建可視化應用軟件。2) 支持多種通用矢量、柵格、影像、電子地圖格式，提供完整的地理信息計算功能。3) 提供軍用標繪符號庫，并可方

6、便擴展用戶符號庫?？煞奖阃瓿蓱?zhàn)術圖標繪專業(yè)。4) 逼真的三維場景表現(xiàn)能力，可真實再現(xiàn)大規(guī)模地形地貌、高精度模型、氣候特性等。5) 具有良好的組織結構和易用的開發(fā)接口，便于擴展和二次開發(fā)。6) 能高效顯示三維場景，對計算機硬件要求低。7) 支持多種遙測、機載數(shù)據(jù)接入方式，支持GPS和北斗定位信息。8) 具有綜合數(shù)據(jù)庫管理功能，可提供常用武器裝備模型。3.1.4平臺優(yōu)勢l 更加符合行業(yè)規(guī)范l 更加方便行業(yè)專家l 更加貼近行業(yè)應用l 大量工程案例驗證3.1.5 Sim3D視景仿真引擎Sim3D視景仿真引擎是SimVIZ可視化仿真軟件平臺核心部件。主要面向虛擬現(xiàn)實、數(shù)據(jù)可視化等領域的應用。以高度仿真、

7、專業(yè)性強的三維場景為基礎，實現(xiàn)仿真數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)可視化展現(xiàn)的一套具有完整功能的三維引擎。Sim3D視景仿真引擎功能及特性：1) 支持逼真的三維視景效果。2) 支持物理引擎，具有碰撞檢測功能。3) 支持立體云、霧、雨、雪、海水等自然環(huán)境仿真效果。4) 支持火焰、爆炸、煙霧、紅外等戰(zhàn)場仿真效果。5) 提供常用的多精度三維模型。6) 支持實時多通道和立體顯示。7) 支持頭盔、姿態(tài)傳感器等虛擬現(xiàn)實外設。3.1.6SimGIS地理信息引擎是SimVIZ可視化仿真軟件平臺核心部件。主要面向軍事、可視化仿真等領域的應用。以實時性、專業(yè)性強的態(tài)勢電子地圖為目標，實現(xiàn)的一套具有完整地理信息系統(tǒng)功能的軍用電子地圖

8、軟件。SimGIS地理信息引擎功能及特性：1) 支持通用地理信息數(shù)據(jù)格式，同時支持國軍標格式電子地圖。2) 提供完整的地理信息系統(tǒng)算法實現(xiàn)。3) 采用標準的地圖數(shù)據(jù)組織方式，分層、封類管理電子地圖資料。4) 提供整套地理信息管理工具、開發(fā)工具包、運行時支持庫。5) 提供符號庫以及符號庫編輯管理工具，可方便擴展自定義符號。6) 支持三維地球顯示，具有精細的紋理貼圖，支持多種分辨率衛(wèi)星影像和高程。7) 采用多細節(jié)層次技術(LOD)實現(xiàn)超大規(guī)模地形實時生成和高效顯示。4、系統(tǒng)組成電子沙盤軟件子系統(tǒng)包括服務器版本、客戶端版本兩個部分。服務器版本、客戶端版本均基于SimVIZ可視化仿真軟件平臺構建。服務

9、器、客戶端版本可雙向互動，將要展示的圖片、文檔、影像等內容通過網(wǎng)絡拋擲給對方，進行批示和修改后回傳進行展示。4.1軟件功能4.1.1 基礎地理信息1地理信息功能1) 支持多精度地形。2) 支持多精度地貌影像。3) 數(shù)字地球。以多種精度的高程、影像數(shù)據(jù)為基礎實現(xiàn)數(shù)字地球顯示。 4) 空間數(shù)據(jù)分層。將要表達的空間數(shù)據(jù)抽象為不同類型屬性的數(shù)據(jù)層來表示。如地貌層、注記層、三維建筑模型層、其他面層等。5) 可進行多點坐標值、距離、地形高度、方位角、通視、面積測繪量算。6) 可通過多點觸摸手勢(服務器版本)實現(xiàn)三維地形的漫游、縮放、視角改變。4.1.2 態(tài)勢顯示在三維電子地圖上表現(xiàn)重要的作戰(zhàn)信息，主要包括

10、單兵、車輛的位置、狀態(tài)，任務相關目標，以及重要的軍事民用設施等信息。4.1.3 兵力部署 1兼容兵力部署管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，將該數(shù)據(jù)庫導入軟件后，可以調用數(shù)據(jù)庫中各中隊至總隊等各部隊的基本情況、人員實力、固定目標、執(zhí)勤點、執(zhí)勤哨位等信息在多點觸摸地理信息系統(tǒng)的電子地圖中顯示。 2可在三維電子地圖上部署（拖放、移動、刪除、保存）作戰(zhàn)車輛、單兵、隊伍等各類三維模型，可設置目標的相關屬性信息（服務器版本）。4.1.4 軍標標繪（服務器版本）通過多點觸控在三維電子地圖上繪制軍標、矢量標號信息。4.1.5 地圖標注（服務器版本）在地圖上標注帶有位置坐標的信息點。4.1.6 兵要地志信息查詢（服務器版本）可

11、以根據(jù)需求建立、編輯、查詢各個兵要地志信息點的資料內容，包括實時視頻、預案管理、通訊、圖片、360度全景、人員管理等。4.1.7 視頻監(jiān)控功能多路遠程現(xiàn)場視頻接入，實時掌控現(xiàn)場情況，便于遠程指揮調度。4.1.8 GPS、北斗目標監(jiān)控功能接收數(shù)據(jù)中心下傳的GPS、北斗目標類型、位置、速度、方向、報警等信息，在三維電子地圖上生成目標模型并實時更新其狀態(tài)，同時可通過上傳命令至數(shù)據(jù)中心與GPS、北斗目標通信。4.1.9 熱點功能可對地圖上的目標輸入名稱，標注為關注熱點，點擊熱點名稱時，快速定位至地圖的相應區(qū)域。4.1.10 沙盤互動桌面交互式電子沙盤、多點觸摸沙盤可雙向互動，將要展示的圖片、文檔、影像

12、等內容通過網(wǎng)絡拋擲給對方，進行批示和修改后回傳進行展示。4.1.11 最佳路徑搜索指定起點和終點位置后，可以在地圖上標注出最短的路徑。 4.1.12 聯(lián)動報警 通過網(wǎng)絡接收報警系統(tǒng)發(fā)出的報警信號，地圖自動迅速切換到報警哨位。4.1.13 電子白板1 屏幕標繪。繪制點、線、線段、多邊形、填充區(qū)，徒手寫字等。繪制的圖元屏幕位置固定，不隨三維場景移動。2 地理標繪。繪制點、線、線段、多邊形、填充區(qū)、軍標符號，徒手寫字等。繪制的圖元關聯(lián)具體的地理信息，跟隨場景移動。4.1.14 地圖輸出地圖輸出為位圖文件，可以存儲為.bmp和.jpg兩種格式（服務器版本）。4.1.15 語音通訊（服務器版本）利用視頻

13、服務器或其他系統(tǒng)的對講口或者語音輸入口，語音輸出口，通過電子沙盤的語音通訊模塊，實現(xiàn)指揮大廳和作戰(zhàn)車輛、單兵的語音對講，具備點對點、點對多點、分組呼叫等對講功能。4.1.16 指揮控制（定制開發(fā)）可根據(jù)部隊的具體需求，就指揮中心通過網(wǎng)絡通信手段對作戰(zhàn)車輛、單兵進行實時指揮調度的功能進行定制開發(fā)。4.1.17 局部熱點三維模塊（定制開發(fā)）將三維場景中的局部三維模型輸出至大屏進行全屏顯示。第五章4.2硬件子系統(tǒng)組成 應急搶險救援三維地理指揮演練系統(tǒng)硬件部分包括桌面交互式電子沙盤、多點觸摸電子沙盤兩個部分。桌面交互式電子沙盤桌面交互式電子沙盤由專業(yè)融合機、投影機、投影屏、桌面互動動作捕捉儀、圖形工作

14、站等主要設備組成，形成一套完整的多通道投影互動顯示解決方案，可直接運行各類二三維軟件及播放視頻等。與傳統(tǒng)觸摸屏不同的是，桌面互動投影具有小體積、大面積的獨特優(yōu)勢，經多通道無縫融合投影形成的畫面大氣磅礴，氣勢恢宏，配合基于華圖自主研發(fā)的SimVIZ可視化仿真軟件平臺構建的應急搶險救援三維地理指揮演練系統(tǒng)（客戶端版本），可展現(xiàn)逼真、高沉浸感的三維場景，使用戶產生身臨其境的體驗。 圖像工作站的兩路顯示信號通過矩陣任意切換輸出至融合機，融合機將信號進行拼接處理，并使拼接的圖像實現(xiàn)圖像自動幾何校正、色彩校正及無縫拼接，然后將2路處理好的信號輸出到2臺投影機，實現(xiàn)單屏單畫，多屏多畫，任意開窗口，窗口任意放大縮小，移動的最終顯示功能。投影機在物理上通過光路調節(jié)產生一個光學上的疊加帶，這就是圖像校正融合機的融合帶，融合機將其做出光學上和信號上的處理，使其降低亮帶的亮度在屏幕上顯的柔滑、對兩個投影機的投射出來的畫面作幾何校正，使畫面疊加在一起，使其融入整個屏幕畫面中，形成一個無縫、連續(xù)的完整畫面。多點觸摸電子沙盤多點觸摸電子沙盤為一體機，包括液晶顯示屏、多點觸摸屏、圖形工作站和可移動平