CN107705345A - 一种态势标绘之动态军标的标绘方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种态势标绘之动态军标的标绘方法，其根据仿真数据建立实体模型，并结合模拟的战场环境和战场态势，从军标库中以真实作战指挥的方式进行态势标会，可准确、快速的将三维军标应用与指挥作战中，实现空间作战态势的表达与标会。其中，三维军标的生成和军标库的完善起到了重要的作用，而军标生成包括点军标的生成、线状军标的生成和面状军标的生成。本发明使用地理信息系统将绘制完成的军标动态的标注的地图上(形成战场态势图，能够对战场态势进行可视化仿真，不仅使得战场态势更加直观、形象，战场环境可视化效果得到增强，还可以丰富战场信息，提高战场认知的效率，有效地辅助指挥员制定作战计划，形成作战决策。

Description

一种态势标绘之动态军标的标绘方法

技术领域

本发明涉及地理信息系统(GIS)、二维三维图形绘制和军事图标算法相关领域，具体涉及一种态势标绘之动态军标的标绘方法。

背景技术

伴随战争理论、作战样式的变化和计算机软硬件技术的突飞猛进，人们对战场环境认知的要求不断提高，战场环境可视化经历了由模拟(纸质地图、沙盘模型、遥感图像)到数字(电子地图)、由平面到立体、由静态到动态的转变，目前已经提供一种“可进入”的地图—虚拟战场环境。战场态势可视化是将与作战相关的各种军事情况信息以图形、图像的形式直观地表达出来，并进行数据关系特征探索和分析来获取新的理解和认识，最终使指挥员能够以可视化的方法进行战场规划、指挥决策和指挥控制，同时可为军事指挥模拟训练提供贴近实战的训练环境。在地形可视化的不同发展阶段，都有与之相适应的标图方法，来实现战场态势的可视化。极大的提高了态势分析过程的实时性，交互性和动态性，为指挥决策提供了强有力的支撑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种态势标绘之动态军标的标绘方法，其使用地理信息系统(GIS)将绘制完成的军标动态的标注的地图上形成战场态势图，能够对战场态势进行可视化仿真，不仅使得战场态势更加直观、形象，战场环境可视化效果得到增强，还可以丰富战场信息，提高战场认知的效率，有效地辅助指挥员制定作战计划，形成作战决策。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种态势标绘之动态军标的标绘方法，其根据仿真数据建立实体模型，并结合模拟的战场环境和战场态势，从军标库中以真实作战指挥的方式进行态势标会，其中，军标生成后形成军标库，而军标生成包括点军标的生成、线状军标的生成和面状军标的生成，具体如下：

点军标的生成：

点军标由基本的图元即点、线段、折线、圆、椭圆或矩形组合而成，点图元的数据结构为x₀,y₀；表示为点坐标(x₀,y₀)；

线段图元的数据结构为x₀,y₀,x₁,y₁；表示为线段起点坐标(x₀,y₀)，终点坐标(x₁,y₁)；

折线图元的数据结构为N,x₀,y₀...x_m-1,y_m-1；表示为N为折线节点数，起点坐标(x₀,y₀)，终点坐标(x_m-1,y_m-1)；

圆图元的数据结构为x₀,y₀，R；表示为圆心坐标(x₀,y₀)，半径R；

椭圆图元的数据结构为x₀,y₀，a,b；表示为中心点坐标(x₀,y₀)，长轴为a，短轴为b；

矩形图元的数据结构为x₀,y₀...x₃,y₃；表示为矩形左上角顶点坐标(x₀,y₀)，按逆时针方向，其它顶点坐标分别为(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，(x₃,y₃)；

线状军标的生成：

线状军标是长度在地图上依比例尺表示，而宽度不依比例尺表示的符号，其包括开曲线类军标、箭头类军标和法线类军标，其生成方法如下：

(1)开曲线类军标生成

开曲线类军标是由一条或多条开曲线与一个或多个点军标组合而成，其通过给定型值点，然后将这些型值点拟和成生成开曲线类军标；

(2)箭头类军标生成

箭头类军标是由开或闭曲线与箭头组合而成，其首先由型值点生成开或闭曲线，然后在开曲线的端点或闭曲线某一中间点处生成箭头形成箭头类军标；

(4)法线类军标生成

法线类军标是在沿开曲线、闭曲线或折线的法线方向上设置特征图标而生成，其生成步骤为：

a、绘制主曲线；根据军标的控制点，用B样条曲线拟和主曲线；然后计算B样条曲线总长度；

b、绘出军标特征标志；根据军标特点和曲线长度，确定需要军标特征标志的个数，计算出军标特征标志间的距离和位置，再将特征标志均匀或非均匀地分布在曲线上；

面状军标的生成：

面状军标包括一个封闭曲线构成军标的轮廓以及轮廓内的若干个点军标，其在二维图上沿各方向都依比例尺表示的符号，在轮廓线范围内配置不同的点状符号或绘制衬线或填充颜色；面状军标的生成方法是：首先确定生成面状军标轮廓的若干主控制点，拟和成闭曲线，形成军标的轮廓，然后在轮廓内绘制相应的点军标。

本发明使用地理信息系统(GIS)将绘制完成的军标动态的标注的地图上(地图使用矢量电子地图、卫星地图、三维仿真地图、三维地图)形成战场态势图，能够对战场态势进行可视化仿真，不仅使得战场态势更加直观、形象，战场环境可视化效果得到增强，还可以丰富战场信息，提高战场认知的效率，有效地辅助指挥员制定作战计划，形成作战决策。

附图说明

图1为本发明动态军标标绘流程流程图；

图2为本发明点军标态势标绘图；

图3为本发明箭头类军标态势标绘图；

图4为本发明面状军标态势标绘图。

具体实施方式

参照图1至图4所示，本发明揭示了一种态势标绘之动态军标的标绘方法，其根据仿真数据建立实体模型，并结合模拟的战场环境和战场态势，从军标库中以真实作战指挥的方式进行态势标会，可准确、快速的将三维军标应用与指挥作战中，实现空间作战态势的表达与标会。其中，三维军标的生成和军标库的完善起到了重要的作用，而军标生成包括点军标的生成、线状军标的生成和面状军标的生成，具体如下：

1、点军标的生成

点军标是不依地图比例尺表示的小面积地物或点状地物符号。点状地图符号的参量描述有大小、方向、色相、灰度、纹理、密度等。通过这些参量及其组合在定量、定性上表达不同的地理信息内容，它的图形比较固定，不随它在地图中位置的变化而变化。点状符号都有明确的定位点和方向性，由基本的几何构造单元组合而成。点军标图元可细分为：点、线段、折线、圆、圆弧、椭圆、矩形、扇形、样条曲线、文字、位图、多边形等。

点军标部分图元数据结构，如下表所示：

2、线状军标的生成

线状军标，是一种特殊的线状符号，线状符号是长度在地图上依比例尺表示，而宽度不依比例尺表示的符号，部分符号的宽度与目标的空间分布范围有关。任何线状符号都可以看作是由具有单一特征的线状符号或点状符号组合而成，这种组合要考虑叠置顺序、在基线上布局的偏移量、符号单元的比例关系等。

(1)开曲线类军标生成

这类线状军标是由一条或多条开曲线与一个或多个点军标组合而成。如防御线、徒步行军纵队等，这类军标的绘制是通过给定型值点，然后将这些型值点拟和成开曲线。

开曲线类军标属于函数军标中一类简单的线状军标。开曲线军标的绘制步骤是，首先确定控制点，然后根据军标的不同特点，分别选用B样条或Bezier曲线直接拟和即可。实际上，开曲线军标的实现方法包含在了箭头类军标的实现方法之中，由于篇幅所限，本章仅以箭头类军标为例来介绍其实现方法，开曲线军标的绘制可参考下述箭头类军标的实现方法。

(2)箭头类军标生成

这类线状军标是由开或闭曲线与箭头组合而成，例如燕尾曲箭标、进攻(反冲击)方向等。这类军标是先由型值点生成开或闭曲线，然后在开曲线的端点或闭曲线某一中间点处生成箭头。这类军标的绘制可以有两种方式，从前面对军标特点的分析知道，只要获得了它的属性信息就可以进行军标的计算，进而绘制。所以，一种方式是：可以通过数据库存储相应的信息，直接读取进行计算绘制，或者通过网络接受信息进行协同自动标会：另一种方式是用户通过鼠标在屏幕上点击确定控制点。为了与用户的交互更加灵活、方便，本实施例采用后一种方式。在交互期间，采用线框架模式，绘制的时候，选择要绘制的军标，根据对不同图元类型的响应，在需要的位置点击鼠标确定控制点，这样通过对不同类型图元的组合便可实现箭头类军标的绘制。

(5)法线类军标的生成

这类线状军标在沿开曲线、闭曲线或折线的法线方向上带有某种简单的小图标，例如铁丝网、崖壁或断壁等。这类军标是先绘制开、闭曲线或折线，然后沿曲线或折线均匀等距的法线方向上绘制简单小图标。

法线类军标包括堑壕、各种铁丝网、鹿碧、鹿碧中布有地雷等军标。这类军标的特点是有一条主曲线，在主曲线上布有各种类型的特征标志。下面以堑壕军标为例来介绍法线类军标的生成方法。法线类军标不限制用户输入的点的个数，也不另外产生控制点。这类军标通常具有不定数目的控制点，根据B样条曲线的局部性特征，考虑采用B样条曲线作为其主曲线。为确保曲线过用户输入点，可根据公式：

P_j(0)＝(P_j-1+4P_j+P_j+1)/6＝Q_j,j＝1,2,3,...n-1,n,其中Q_j(j＝1,2,...n)是B样条特征多边形顶点，由用户的输入点反求出B样条曲线的控制点，由于该公式有n个方程，但有n+2个未知数，故需要补充两个边界条件。法线类军标的绘制分为两个主要步骤：

a、绘制主曲线；根据军标的控制点，用B样条曲线拟和主曲线。然后，计算B样条曲线总长度，根据实际情况主曲线的总长度也可以用控制点指点的折线总长度来近似代替。

b、绘出军标特征标志；根据军标特点和曲线长度，确定需要军标特征标志的个数，计算出军标特征标志间的距离和位置，再将特征标志均匀或非均匀地分布在曲线上。

3、面状军标的生成

面状军标是由一个封闭曲线构成军标的轮廓，轮廓内含有其它若干个点军标。面状军标对应地图上的面状符号，面状符号是在二维图上沿各方向都依比例尺表示的符号，在轮廓线范围内配置不同的点状符号或绘制衬线或填充颜色，例如，歼击地区、伏击地区等。这类军标的绘制方法是，先确定生成军标的若干主控制点，拟和成闭曲线，形成军标的轮廓，然后根据规定在轮廓内绘制相应的点军标。面状军标包括部队占领地域、各兵种集结地域，各兵器阵地地域等军标。

区域类军标的实现方法相对简单，直接将控制点的第一个点和最后一个点重合，然后根据封闭周期的三次B样条曲线性质，拟和成一条封闭的B样条曲线。

综上所述，线状军标和面状军标绘制的关键是确定控制点，选用适当类型的曲线，拟和生成相应的军标图形。本发明线状军标和面状军标的绘制曲线主要采用Bezier曲线。

以上所述，仅是本发明实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种态势标绘之动态军标的标绘方法，其特征在于：其根据仿真数据建立实体模型，并结合模拟的战场环境和战场态势，从军标库中以真实作战指挥的方式进行态势标会，其中，军标生成后形成军标库，而军标生成包括点军标的生成、线状军标的生成和面状军标的生成，具体如下：

点军标的生成：

点军标由基本的图元即点、线段、折线、圆、椭圆或矩形组合而成，点图元的数据结构为x₀,y₀；表示为点坐标(x₀,y₀)；

线段图元的数据结构为x₀,y₀,x₁,y₁；表示为线段起点坐标(x₀,y₀)，终点坐标(x₁,y₁)；

折线图元的数据结构为N,x₀,y₀...x_m-1,y_m-1；表示为N为折线节点数，起点坐标(x₀,y₀)，终点坐标(x_m-1,y_m-1)；

圆图元的数据结构为x₀,y₀，R；表示为圆心坐标(x₀,y₀)，半径R；

椭圆图元的数据结构为x₀,y₀，a,b；表示为中心点坐标(x₀,y₀)，长轴为a，短轴为b；

矩形图元的数据结构为x₀,y₀...x₃,y₃；表示为矩形左上角顶点坐标(x₀,y₀)，按逆时针方向，其它顶点坐标分别为(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，(x₃,y₃)；

线状军标的生成：

线状军标是长度在地图上依比例尺表示，而宽度不依比例尺表示的符号，其包括开曲线类军标、箭头类军标和法线类军标，其生成方法如下：

(1)开曲线类军标生成

开曲线类军标是由一条或多条开曲线与一个或多个点军标组合而成，其通过给定型值点，然后将这些型值点拟和成生成开曲线类军标；

(2)箭头类军标生成

箭头类军标是由开或闭曲线与箭头组合而成，其首先由型值点生成开或闭曲线，然后在开曲线的端点或闭曲线某一中间点处生成箭头形成箭头类军标；

(3)法线类军标生成

法线类军标是在沿开曲线、闭曲线或折线的法线方向上设置特征图标而生成，其生成步骤为：

a、绘制主曲线；根据军标的控制点，用B样条曲线拟和主曲线；然后计算B样条曲线总长度；

b、绘出军标特征标志；根据军标特点和曲线长度，确定需要军标特征标志的个数，计算出军标特征标志间的距离和位置，再将特征标志均匀或非均匀地分布在曲线上；

面状军标的生成：

面状军标包括一个封闭曲线构成军标的轮廓以及轮廓内的若干个点军标，其在二维图上沿各方向都依比例尺表示的符号，在轮廓线范围内配置不同的点状符号或绘制衬线或填充颜色；面状军标的生成方法是：首先确定生成面状军标轮廓的若干主控制点，拟和成闭曲线，形成军标的轮廓，然后在轮廓内绘制相应的点军标。