绪 论
1.1引言
因为 3S 技术与当今世界最先进的技术相连,信息产业、计算机产业的发展,特别是计算机硬件系统的容量和性能迅速地更新与增强以及网络化技术的升级,为 GIS技术的应用与发展提供了一个良好的平台基础与发展空间。地理信息系统是整合了计算机科学、测绘、地理、环境和空间科学的信息系统,主要用来完成对地表空间信息进行采集和处理,是一个多学科融合的系统交叉学科。一般具备数据的采集检验与编辑功能;数据的格式化、转换功能;数据的存储与组织功能;查询、检索、统计、计算功能;空间分析功能;显示功能[1]。过去,GIS 往往被认为是一项专门技术,其应用主要限于测绘、制图、资源和环境管理等领域。随着技术的发展和社会需求的增大,GIS 不但在资源、环境管理和城市规划广泛应用,还在军事、商业、设施管理、工程建设和日常生活等领域中得到大量应用。因此它同信息系统、通信等技术一样受到科技界的关注,成为一门新兴的信息化产业。
1.2 军事地理信息系统的现状与发展
军事地理信息系统的研究现状军事地理信息系统(Military Geographic Information System,简称: MGIS),是地理信息系统(GIS)技术在军事运输、作战方面的典型应用,主要指将地理信息如地形、地貌、道路、资源、环境行装信息通过借助计算机系统进行处理、存储和显示的系统和技术[2]。它在军事地理信息保障和指挥决策中起着重要的作用。军事地理信息系统在海湾战争及以后的战争中发挥了重要的作用,受到了各国军方的普遍重视。世界上大部分国家都建立了用途不同、规模大小不等的军事地理信息系统[3]。报道较多的是美国、俄罗斯、英国、澳大利亚等国的 MGIS。
其应用领域包括:(1)基础地理信息;包括地形图、DEM、DTM 等。(2)航海、航空管理;包括航海图、制定计划航线、障碍物、禁区、助航设施、导航管理、空中交通控制等。(3)地形分析;包括战场模拟、行军路线、应急线路分析、越野机动、涉水分析、通视点分析、距离量测、面积量测、武器打击轨迹分析等。(4)任务规划(战略层次);包括军事基地规划、军事基础设施管理、打击效果评估、巡航导弹支持、战区规划、入侵应急规划、目标分折、轨道建模等。(5)战争管理(战术层次);包括战场监测、战场管理、小战区规划、登陆计划、战术模拟、后勤保障规划、交通规划等。(6)基础作业支持;包括拦截应用、环境应用、军事设施分类规划等。(7)边界控制;包括边界巡逻和交叉分析、毒品禁运、移民控制等。(8)情报;包括反毒品活动、反恐怖主义活动、武器监视与跟踪、情报收集等。我国的 MGIS 起步较晚,但发展很快。
经过 10 多年的努力,在软件研发和应用系统建立等方面取得了多项优秀科技成果,为我国 MGIS 的长远建设和发展奠定了坚实的基础[4]。
MGIS 进一步发展的几个问题[5](1)在 MGIS 的体系结构上,研发基于客户/应用服务器/数据库服务器、基于客户/数据库服务器、单机等三种不同类型的版本,以适应大、中、小型指挥所等不同层次用户的需求。(2)在 MGIS 的研发层次上,区分基础(工具)软件(面向二次开发用户)、应用软件(面向领域用户)和应用系统(最终用户使用)三个层次,确保基础软件研发、应用软件开发和应用系统建立的有序进行。(3)在 MGIS 的研发方法上,运用组件化技术,以提高软件生产效率,降低开发成本,适应日益广泛的军事与社会需求。(4)在 MGIS 的核心组成部分——空间数据库技术上,引入面向对象技术,开发对象——关系数据库,进一步探索平滑过渡到真正面向对象的数据库,并研究异地、异部门的异构空间数据融合,为各级指挥人员的判断和决策提供综合信息。(5)在 MGIS 的空间分析功能上,研究基于空间数据仓库的针对用户特定的问题进行空间联机分析处理(Spatial Online Analytical Processing, SOLAP)和空间数据挖掘(Spatial Data Mining, SDM)的理论、方法和技术,开发数据挖掘工具,从海量空间数据中挖掘或提取隐含的、潜在的有用信息或知识,更好地为各级指挥人员提供决策支持服务。(6)在多尺度空间数据的生成与清晰显示上,采用数字地图自动综合技术,开发地理数据库自动综合工具,以适应 MGIS 用户对空间数据不同详细程度的要求。(7)针对军事地理环境现象的时间、空间和属性三要素的不可分割性,开展时态 MGIS——TMGIS 的研究,完整表述军事地理现象的时间、空间和属性,为各级指挥员认识随时间变化的战场地理环境特征和规律提供更加有效的手段。(8)实现 MGIS 平台上的多种技术的集成应用,包括:MGIS 与 RS 的集成,实现矢量数字地图数据与遥感影像数据的优势互补;MGIS 与 GPS 等的集成,用于车、船、舰等的自主导航定位、战场救援等;MGIS、RS、GPS 的整体集成,用于数字化战场建设、移动式指挥自动化系统、机动导弹作战综合测绘保障等;MGIS与虚拟现实(VR)技术集成,发展 VR-MGIS 系统,用于战役训练和作战指挥;MGIS与专家系统(ES)的集成,用于作战指挥辅助决策等。
第二章 组件式 GIS 与 MapX ...............7
2.1 GIS 技术的发展..................7
2.2 GIS 开发方式选择................8
2.3 组件式 GIS 的特点及平台结构.................9
第三章 军事交通地理信息系统的设计.............15
3.1 系统的设计原则 ..........15
3.2 军事交通地理信息系统设计 ...............15
3.3 系统数据库设计 .............19
第四章 军事交通地理信息系统的实现............27
4.1 系统界面实现 .............27
4.2 军事交通地理信息系统功能的实现 ...............29
4.3 保障信息管理的实现 ............34
结论
本文从 GIS 的发展及其军事应用谈起,提出了开发军事交通地理信息系统的重要意义。通过了解组件式 GIS 的特点及其产品 MapX 的开发方法,对军事交通地理信息系统包含的内容和整体框架进行详细的论述和探讨,结合部队军事交通运输工作的具体情况,利用高级编程语言 Visual Basic 6.0 与 MapInfo MapX 4.5 开发了军事交通地理信息系统。通过课题研究得出如下结论:
1.军事交通运输工作是一项综合性、系统性很强的工作,将 GIS 应用于军事交通运输工作中,利用其集成各种信息的优势并建立相应的信息管理系统,可以提高军事交通运输工作的信息处理水平。
2.目前软件开发应用的技术趋势是组件式,组件式对象模型的 MapX 组件具有功能强大和面向对象的特性,且符合软件开发标准。采用 MapX 进行系统开发,可加快系统开发进程,降低系统开发成本,具有良好的实用性。
参考文献
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