兵棋推演系统全球地理环境建模方法研究

论文摘要

随着信息化技术在现代战争中的应用,一体化联合作战已经成为现代战争的主要作战样式,战场要素不断增多,战场范围呈现出全球化的趋势。这一背景下的兵棋推演系统面临着推演要素不断增多、推演范围不断扩大的挑战,在全球范围内进行兵棋推演变得十分必要。本文以这种应用需求为背景,依据GIS领域中全球离散网格系统理论,探讨了兵棋推演系统中战场环境建模方法。围兵棋推演系统中对战场环境模型的需要,重点研究了全球离散六角网格系统(Discrete Global Hexagonal Grid System, DGHGS)的网格构建、战场环境模型构建等方面的内容,在理论和技术上取得了一定的进展。完成的主要工作如下:1.在系统介绍全球离散网格系统构建方法的基础上,深入分析六角网格在兵棋推演系统中的作用和特性,提出了基于多面体的全球离散网格系统理论构建全球计算机兵棋地图的思路。根据兵棋推演系统的特殊需求,对全球离散网格系统构建的各个设计要素进行分析,确定了适用于兵棋推演系统的五个要素,设计并实现了全球离散六角网格系统的网格生成算法。2.为了满足兵棋推演系统对战场环境模型的应用需求,提高对离散网格系统格元进行各种操作的效率,介绍了基于PYXIS结构的网格剖分的方法,设计了一种更高效的平面和球面编码机制;详细介绍了格元地址码的加法和减法运算法则,对运算步骤进行了优化。3.从两个方面深入研究了网格格元的操作运算:利用地址码运算法则设计了网格格元的邻近搜索方法;根据PYXIS结构的层次性以及网格的编码机制,设计了网格格元的向上、向下的层次检索方法。对经纬度坐标与格元地址码之间的相互转换算法进行了深入研究,通过试验对转换算法效率进行了验证和分析。4.研究了基于全球离散六角网格系统的球面实体要素的表达模型;为了提高表达模型的效率,提出了层次关系邻近指数的概念,在此基础上对线状实体要素和面状实体要素的表达模型进行了优化。5.根据兵棋推演系统中作战模型的需要,结合地图数据分层管理的特点,深入研究了全球离散六角网格系统中格元和格边战场环境属性信息的建模方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 兵棋的发展现状
• 1.2.2 战场环境建模方法现状
• 1.3 本文研究内容及结构
• 第二章 兵棋推演系统全球离散六角网格系统构建方法
• 2.1 全球离散网格系统构建基本方法
• 2.1.1 平面数据模型的局限性
• 2.1.2 球面数据模型及其分类
• 2.1.3 基于多面体剖分的全球离散网格系统构建方法
• 2.2 兵棋推演系统中六角网格作用与特性分析
• 2.3 适用于兵棋推演系统的全球离散网格系统构建
• 2.4 本章小结
• 第三章 兵棋推演系统全球离散六角网格系统构建关键技术
• 3.1 基于PYXIS结构的网格剖分方法
• 3.2 全球六角网格系统的编码索引机制
• 3.2.1 平面网格编码空间
• 3.2.2 球面网格编码空间
• 3.3 网格地址码的运算法则
• 3.3.1 加法运算法则
• 3.3.2 减法运算法则
• 3.4 网格单元的基本操作运算
• 3.4.1 网格格元的邻近搜索
• 3.4.2 网格格元的层次检索
• 3.5 经纬度坐标与格元地址码的相互转换
• 3.5.1 综合广义平衡三元组六边形坐标系
• 3.5.2 格元地址码转换为经纬度坐标
• 3.5.3 经纬度坐标转换为格元地址码
• 3.6 本章小结
• 第四章 基于全球离散六角网格系统的战场环境模型构建
• 4.1 引言
• 4.2 球面实体要素表达模型及其优化
• 4.2.1 球面实体要素表达模型
• 4.2.2 球面实体要素表达模型优化
• 4.3 全球离散六角网格系统格元属性信息建模
• 4.3.1 格元属性类型划分
• 4.3.2 格元属性信息建模
• 4.4 全球离散六角网格系统格边属性信息建模
• 4.4.1 格边属性类型划分
• 4.4.2 格边属性信息建模
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于全球离散六角网格系统的原型系统设计与实现
• 5.1 原型系统的设计
• 5.1.1 系统体系框架
• 5.1.2 系统核心模块说明
• 5.2 原型系统的实现
• 5.2.1 系统开发环境
• 5.2.2 系统实验效果
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 研究工作总结
• 6.2 进一步的研究
• 参考文献
• 作者简历 攻读学位期间学术科研情况
• 致谢