多源海洋战场环境地理信息融合显示技术研究与实现

论文摘要

战场环境建设历来是军事领域一项十分重要的任务,随着战争形态的变化,建设的任务和方法各不相同。冷兵器时代、机械化战争时代,战场环境建设通常经过目测勘测、实地测量完成,核心是提供静态的地图、坐标数据;信息化战争时代,战场环境建设的重要任务之一是建立地理空间数据框架,为作战指挥和一切军事行为、装备提供地理空间信息的支撑。现代海上战争是高科技条件下的信息战,无论是海上航行、武器发射,还是指挥自动化,都必须要有海洋战场环境地理信息作保障。海洋战场环境地理信息融合显示就是要引入现代地理空间信息融合与表达技术,实现多源海洋战场环境地理信息的融合、驱动与显示,丰富我军海洋战场环境地理信息的保障方式,增强对指挥员的辅助决策能力。海洋战场环境地理信息融合显示涉及对象繁杂,实现存在极大的困难,急需必要的技术实践与理论总结。多源多维的海洋战场环境地理信息怎么融合?融合后的数据又怎么可视化表达?这两个问题是论文研究的重点。论文从海洋战场环境建设的需求出发,阐述了海洋战场环境地理信息服务保障存在的突出问题以及融合显示研究的必要性,介绍了目前海洋战场环境地理信息融合显示的国内外研究现状;从海洋战场地理环境的构成及特点和海洋战场环境地理信息的差异出发,给出了融合的机理,并阐述了海洋战场环境地理信息可视化的相关概念和技术实现途径;从海洋战场环境地理信息数学基础统一、元数据标准建立、融合数据模型建立、属性编码融合和几何位置融合出发,研究了海洋战场环境地理信息融合的关键技术;从矢量数据融合显示、地形数据融合显示、矢栅数据融合显示出发,提出了基于符号指令、基于TrueType与位图结合的两种海洋战场环境矢量地理信息数据融合显示方式,实现了大规模海洋战场环境三维地形的逼真显示以及矢量地形数据、纹理地形数据和矢量图像数据的融合显示;从符号制作模块、矢量地理信息融合显示模块和三维仿真融合模块出发,介绍了海洋战场环境地理信息融合显示示范平台。最后,对论文的主要工作进行了总结并明确了进一步研究工作的方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 战场环境地理信息的地位与作用
• 1.2 问题提出和研究意义
• 1.2.1 海洋战场环境地理信息服务保障存在的问题
• 1.2.2 海洋战场环境地理信息融合显示研究的必要性
• 1.3 海洋战场环境地理信息融合显示的研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状与存在的问题
• 1.4 论文的内容和组织
• 第二章 海洋战场环境地理信息融合显示的理论基础和技术框架
• 2.1 海洋战场地理环境概述
• 2.1.1 海洋战场地理环境的构成
• 2.1.2 海洋战场地理环境的特点
• 2.2 海洋战场环境地理信息的差异性分析及融合机理
• 2.2.1 海洋战场环境地理信息数据的获取方法
• 2.2.2 海洋战场环境地理信息数据的差异性分析
• 2.2.3 海洋战场环境地理信息的融合机理
• 2.3 海洋战场环境地理信息可视化
• 2.3.1 可视化的基本概念
• 2.3.2 空间信息可视化的概念和基本形式
• 2.3.3 海洋战场环境地理信息可视化
• 2.4 本章小结
• 第三章 海洋战场环境地理信息融合的关键技术研究与实现
• 3.1 数学基础的统一
• 3.1.1 空间基准的统一
• 3.1.2 高程/深度基准的统一
• 3.1.3 投影方式的统一
• 3.2 元数据标准建立
• 3.2.1 元数据的设计思路
• 3.2.2 元数据的内容
• 3.3 融合数据模型建立
• 3.3.1 空间数据建模
• 3.3.2 海图数据模型
• 3.3.3 地形图数据模型
• 3.3.4 海洋战场环境地理信息融合数据模型
• 3.4 海陆空图要素属性编码融合
• 3.4.1 地图要素的分类分级
• 3.4.2 地图要素编码的原则
• 3.4.3 海图要素编码
• 3.4.4 地形图要素编码
• 3.4.5 海陆空图要素编码的融合
• 3.5 海洋战场环境地理信息几何位置融合
• 3.5.1 二维矢量数据融合
• 3.5.2 三维地形数据融合
• 3.6 本章小结
• 第四章 海洋战场环境地理信息融合显示的关键技术研究与实现
• 4.1 矢量数据融合显示技术
• 4.1.1 基于符号指令的显示
• 4.1.2 基于TrueType与位图结合技术的显示
• 4.1.3 两种显示方法的比较
• 4.2 地形数据融合显示技术
• 4.2.1 地形LOD模型建立
• 4.2.2 多级虚拟纹理建立
• 4.2.3 基于视点的实时显示技术
• 4.3 矢栅数据融合显示技术
• 4.3.1 矢量地形数据融合显示
• 4.3.2 纹理地形数据融合显示
• 4.3.3 矢量图像数据融合显示
• 4.4 本章小结
• 第五章 海洋战场环境地理信息融合显示示范平台
• 5.1 平台概述
• 5.1.1 平台的运行环境
• 5.1.2 平台的模块与组成
• 5.2 符号制作模块
• 5.3 海洋战场环境地理信息融合显示模块
• 5.3.1 海陆矢量数据显示处理模块
• 5.3.2 二维数据融合显示模块
• 5.3.3 三维仿真融合模块
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢