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参谋作业系统电子沙盘的设计与实现

作　者: 李艳
导　师: 洪沙
学　校: 重庆大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 仿真系统 电子沙盘 数字地图 图形处理BD
分类号: E994
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


目前,随着科学技术的飞速发展,军事模拟仿真技术出现了新的飞跃。基于战场仿真的作战模拟形式逐步取代了传统的经验数学模型的作战模拟方式以及实战演习。传统的沙盘模型由于占地面积大、携带不方便等原因,已经越来越不适应于战场指挥中,而电子沙盘的出现在军事上弥补了现实操作不便,为各级作战指挥提供训练实践技能的机会,是辅助指挥决策的重要工具。电子沙盘集成了图形图像、多媒体、地理信息、数据库引擎、自动控制等多种技术,能形象地显示作战地区的地形、表示敌我阵地组成、地形地貌特点等情况,可用于研究地形、敌情、作战方案、组织协同动作、实施战术演练、研究战例和总结作战经验等。在开发前期对地形仿真的关键技术---三维地形建模的方法、图像处理、地形转换等作出了大量研究,其次分析了电子沙盘的具体需求,最后对电子沙盘的整体架构和各项功能做了详细的设计;通过三维模拟技术,实现了战区内三维地形的快速建模和漫游、交互功能,为战斗人员提供了一个三维、动态的、可交互的作战模拟地形环境,电子沙盘的真实感实现是建立作战模拟可视化系统的关键,同时也是一个难点问题。电子沙盘在军事领域具有很好的应用价值。基于军事训练的电子沙盘取得了以下几个方面的成果:①实现了纸制军用地图经过多种方法转换成数字电子地图,并对数字地图进行灰度处理、二值化处理、细化处理得到高质量的地图,然后运用专业图形软件进行处理得到二维矢量。②研究生成三维地形的方法基础上,采用三维地形数据获取方法,利用三维地形生成的相关技术,实现地形的转换,并通过电子沙盘完全展示了计算机仿真系统的人机交互感,基本实现了战役演练的逼真战场环境。③实现了环境控制子菜单,能够在场景中动态的设置自然环境。④实现了在短时间内,能够自动的、快速的由数字地图实现三维地形。电子沙盘已经成功的应用到本单位的训练中,运行情况良好。目前从训练的结果看,取得的效果比较显著,从而使本单位的信息化建设上了一个新台阶。

全文目录


中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
1 绪论  8-12
  1.1 选题背景及研究意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-10
  1.3 课题来源和主要内容  10-12
2 三维显示的关键技术  12-28
  2.1 军事地形图及标图  12-14
    2.1.1 二维绘标的实现  12-13
    2.1.2 三维绘标的实现  13-14
  2.2 DEM 数据  14-16
  2.3 BDE 数据库引擎  16
  2.4 配置数据库引擎  16-22
  2.5 三维地形的生成  22-25
    2.5.1 基于真实地形数据而生成  22-23
    2.5.2 基于随机高程数据而生成  23
    2.5.3 基于地型分形数据而生成  23-25
  2.6 基于DirectX 的三维显示  25-28
3 电子沙盘的需求分析与设计  28-34
  3.1 系统的需求分析  28-29
    3.1.1 对地形模型的一般需求  28
    3.1.2 对地形模型分辨率的需求  28-29
    3.1.3 对地形模型建立的效率需求  29
  3.2 系统的总体设计  29-30
  3.3 图形引擎接口设计  30-32
    3.3.1 二维和三维模块  30
    3.3.2 引擎接口模块  30-31
    3.3.3 图形渲染模块  31-32
  3.4 系统功能设计  32-34
4 系统实现  34-60
  4.1 地形数据获取  34-37
    4.1.1 DEM 地形数据的采集  34-37
    4.1.2 利用等高线获取数据  37
    4.1.3 利用计算机处理图像获取  37
  4.2 图形数字化处理  37-45
    4.2.1 地图识别模式  37-38
    4.2.2 图像灰度处理  38-43
    4.2.3 地图图像二值化处理  43-44
    4.2.4 地图图像细化处理  44-45
    4.2.5 地图图像噪声处理  45
  4.3 地形转换  45-46
  4.4 生成电子沙盘  46-54
    4.4.1 地形建模  47-50
    4.4.2 创建天空模型  50-51
    4.4.3 创建纹理图像  51-52
    4.4.4 动态三维场景  52-54
    4.4.5 地物叠加  54
  4.5 系统运行效果  54-60
5 结论与展望  60-62
  5.1 结论  60
  5.2 展望  60-62
致谢  62-63
参考文献  63-66
附录  66
  A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文  66
  B. 作者在攻读硕士学位期间参加的项目  66

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中图分类: > 军事 > 军事地形学、军事地理学 > 军事地图
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