CN109410677A - 交互式作战指挥沙盘系统平台 - Google Patents

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武秀永
方晖
罗大猛
童玉新
张才
张文杰
高倩
段娇娇
叶团
余超
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Abstract

本发明提供一套交互式作战指挥沙盘系统平台，涉及电子沙盘技术领域。本系统平台基于地理信息系统(GIS)进行二次开发，通过构建数字化三维战场信息环境，引接多源海量战场态势信息，集地理信息显示、三维装备建模、三维影像建模、空间态势信息交互等功能于一体，实现战场态势信息的全面高效利用，为参战人员提供战场空间实时或近实时的态势可视化信息，让指挥员更直观、全面地掌握战场态势的发展趋势，解决在信息化战争环境下，为战场态势感知、分析和决策提供信息保障的问题。

Description

交互式作战指挥沙盘系统平台
技术领域
本发明属于电子沙盘技术领域，具体涉及一种交互式作战指挥沙盘系统平台。
背景技术
自古以来，沙盘被广泛应用于军事、教学、旅游等许多领域。传统的沙盘多为实物沙盘，由于占地面积大，携带不方便，表现方式单调，且难以适应当前科学管理和规划决策的要求。随着地理信息系统(GIS)研究的不断深入，电子地图、地图数据库技术、地理信息技术的发展，地理信息的表达方式已经逐渐由二维扩展到三维，电子沙盘系统已被越来越广泛的应用于各行各业。
军用电子沙盘是根据军事要塞、机场、港口、山谷高地等军事地理目标的经纬坐标、土质地貌水文资料等真实地理参数,按一定的比例尺,结合现代的计算机技术、虚拟现实技术做成的显示战场环境的三维场景。
军用电子沙盘系统是指挥员认识战场地形环境、替代或部分替代实地考察工作的有力工具。电子沙盘系统还为军事指挥和训练提供了极大方便，它可以为各级作战指挥提供一个三维的、动态的、可交互的作战模拟地形环境，为训练人员和指挥人员提供可视化的交互式训练的虚拟环境，极大地提高了训练效果，同时还为地面指挥人员提供更直观的视觉效果。
为了更好发挥军用电子沙盘在战术演练和军事指挥方面的作用，军用电子沙盘除了要显示军事要塞、机场、港口、山谷高地等战场环境信息以外，还需要将战场态势信息、战场电磁环境信息、武器分布、兵力部署、损伤评估等军事信息数据进行综合显示。虽然，目前基于stk，unity，opengl等软件也都可以实现上述信息的显示，但是基于以上软件开发的电子沙盘都不能很好的加载地理信息，无法更加丰富地呈现战场环境。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是地理信息与多源军事信息数据的综合数字化呈现。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种交互式作战指挥沙盘系统平台，实现了多源军事信息的“一张图”显示，可以使指挥人员实时参与作战筹划交互，以及多作战进程的实时监控。
一种交互式作战指挥沙盘系统平台，其特征在于，采用C/S架构，包括数据层、服务层(沙盘服务端软件Server)、平台层(GIS平台)和应用层(沙盘客户端软件Client)四个层次结构。
数据层用于提供支撑交互式作战指挥沙盘系统平台运行所需的数据库；
服务层用于用户管理、协同标绘、数据管理和数据推送；
平台层用于提供二维和三维显示平台，综合显示包括二维或三维地理环境信息的多源军事信息数据；
应用层(沙盘客户端软件)是该交互式作战指挥沙盘系统平台的用户接口，用于用户与交互式作战指挥沙盘系统平台之间的交互。
交互式作战指挥沙盘系统平台的数据层包括二维、三维地图平台所需要的地图数据，战场态势展现所需要的态势数据库和作战筹划交互所需要的规划成果数据库。
交互式作战指挥沙盘系统平台的平台层从数据层中的地理数据库中获取影像图、矢量图和高程图并加载。
交互式作战指挥沙盘系统平台的应用层(沙盘客户端软件)包括应用插件、插件管理器和基础组件，形成容器式可扩展的软件框架。
应用插件根据软件功能划分为若干交互组件，用于根据应用功能动态配置；
插件管理器用于对应用插件进行组织和管理；
基础组件用于提供应用插件与GIS平台、数据库和沙盘服务端的交互组件。
应用层的应用插件与GIS平台通过消息中间件实现交互，完成标绘上图、状态监控、信息查询等功能。
应用层的应用插件与GIS平台通过消息中间件以Windows消息的形式进行交互。
应用层的应用插件通过数据库访问组件实现对数据库的访问。
应用层的应用插件通过消息代理组件实现从沙盘服务端订阅信息。
交互式作战指挥沙盘系统平台是基于地理信息系统(GIS)进行的二次开发，包括战场态势展现、作战筹划交互和作战进程监控三个功能模块。
战场态势展现模块用于依托态势系统、指挥平台等实时获取战场侦察情报、部队武器状态、战场环境，以二三维联动方式展现战场的实时态势，具备分层级的展现部队历史/实时作业进程功能；包括敌我情态势展现子模块、敌情态势展现子模块、战场环境展现子模块和专题态势展现子模块。
作战筹划交互模块用于展示作战规划系统各业务成果，并且支持对各业务成果进行调整和批阅；提供批注、标绘、干预作战任务规划进程、审定作战规划成果的交互工具，能够对筹划成果进行展示，辅助完成作战筹划。
作战进程监控模块用于进行作战进程监控模块用于提供对部队及发射单元当前状态的统计及显示，并且能够通过视频等手段展示指定部队的状态，支持作战进程复盘；包括部队状态统计子模块、部队状态展示子模块与作战进程复盘子模块。
本发明提供的交互式作战指挥沙盘系统平台，基于地理信息系统(GIS)进行二次技术开发，通过构建数字化三维战场信息环境，引接多源海量战场态势信息，集地理信息显示、三维装备建模、三维影像建模、空间态势信息交互等功能于一体，实现战场态势信息的全面高效利用，为参战人员提供战场空间实时或近实时的态势可视化信息，让指挥员更直观、全面地掌握战场态势的发展趋势，解决在信息化战争环境下，为战场态势感知、分析和决策提供信息保障的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中交互式作战指挥沙盘系统的软件架构。
图2是本发明实施例中战场态势展现模的软件结构示意图。
图3是本发明实施例中作战筹划交互模块的软件结构示意图。
图4是本发明实施例中作战进程监控模块的软件结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本实施例提供的交互式作战指挥沙盘系统软件采用C/S架构，软件分为数据层、服务层(沙盘服务端软件Server)、平台层和应用层(沙盘客户端软件Client)四个层次结构，如图1所示。
数据层提供支撑交互式作战指挥沙盘系统平台运行所需的数据库，包括二维地图平台和三维地图平台所需要的地图数据，战场态势展现所需要的态势数据库，作战筹划交互所需要的规划成果数据库，还有其他数据库。
服务层是平台层、数据层和应用层之间的纽带，负责用户管理、协同标绘、数据管理和数据推送。
平台层提供二三维显示平台，显示平台可从数据层中的地理数据库中获取影像图、矢量图和高程图并加载；显示平台通过消息中间件与沙盘客户端软件实现交互，完成标绘上图、状态监控、信息查询等功能。
应用层(沙盘客户端软件)包括应用插件、插件管理器和基础组件，形成容器式可扩展的软件框架。应用插件根据软件功能可划分为若干交互组件；插件管理器对插件进行组织和管理，应用插件可根据应用功能动态配置；基础组件提供应用插件与GIS平台、数据库和沙盘服务端的交互组件，应用插件与GIS平台通过消息中间件以Windows消息的形式进行交互，应用插件通过数据库访问组件实现对数据库的访问，应用插件通过消息代理组件实现从沙盘服务端订阅信息。
软件系统主要包括战场态势展现、作战筹划交互和作战进程监控三个功能模块组成：
1、战场态势展现模块
战场态势展现模块能够依托态势系统、指挥平台等实时获取战场侦察情报、部队武器状态、战场环境，以二三维联动方式展现战场的实时态势，首长和指挥员可在二维地图中一键切换预存的典型专题区域，并可在三维场景中通过缩放地图、切换视角等方式任意浏览感兴趣的局部战场动态及细节，具备分层级的展现部队历史/实时作业进程功能，为全面掌握战场态势提供支撑。
战场态势展现模块包括：我情态势展现、敌情态势展现、战场环境展现、实时态势展现和专题态势展现，如图2所示。
2、作战筹划交互模块
作战筹划交互用于展示作战规划系统各业务成果，并且支持首长对成果进行调整和批阅。作战筹划交互模块提供批注、标绘、干预作战任务规划进程、审定作战规划成果的交互工具，能够对筹划成果进行展示，辅助首长完成作战筹划。
作战筹划交互模块由筹划交互工具和筹划成果展示模块组成，如图3所示。
3、作战进程监控模块
作战进程监控模块提供对部队及发射单元当前状态的统计及显示，并且能够通过视频等手段展示指定部队的状态，支持作战进程复盘。
作战进程监控模块包括：部队状态统计、部队状态展示与作战进程复盘，如图4所示。
本实施例提供的交互式作战指挥沙盘系统平台，以计算机图形学为基础，以战场信息可视化为主要手段，基于地理信息系统(GIS)进行二次开发，通过构建数字化三维战场信息环境，引接多源海量战场态势信息，集地理信息显示、三维装备建模、三维影像建模、空间态势信息交互等功能于一体，实现战场态势信息的全面高效利用，为参战人员提供战场空间实时或近实时的态势可视化信息，让指挥员更直观、全面地掌握战场态势的发展趋势，解决在信息化战争环境下，为战场态势感知、分析和决策提供信息保障的问题。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种交互式作战指挥沙盘系统平台，其特征在于，采用C/S架构，包括数据层、服务层(沙盘服务端软件Server)、平台层(GIS平台)和应用层(沙盘客户端软件Client)四个层次结构。
数据层用于提供支撑交互式作战指挥沙盘系统平台运行所需的数据库；
服务层用于用户管理、协同标绘、数据管理和数据推送；
平台层用于提供二维和三维显示平台，综合显示包括二维或三维地理环境信息的多源军事信息数据；
应用层(沙盘客户端软件)用于用户与交互式作战指挥沙盘系统平台之间的交互。
2.根据权利要求1所述的交互式作战指挥沙盘系统平台，其特征在于，数据层包括二维、三维地图平台所需要的地图数据，战场态势展现所需要的态势数据库和作战筹划交互所需要的规划成果数据库。
3.根据权利要求1所述的交互式作战指挥沙盘系统平台，其特征在于，平台层从数据层中的地理数据库中获取影像数据、矢量数据和高程数据并加载。
4.根据权利要求1所述的交互式作战指挥沙盘系统平台，其特征在于，应用层(沙盘客户端软件)包括应用插件、插件管理器和基础组件，形成容器式可扩展的软件框架。
应用插件根据软件功能划分为若干交互组件，用于根据应用功能动态配置；
插件管理器用于对应用插件进行组织和管理；
基础组件用于提供应用插件与GIS平台、数据库和沙盘服务端的交互组件。
5.根据权利要求4所述的交互式作战指挥沙盘系统平台，其特征在于，应用插件与GIS平台通过消息中间件实现交互，完成标绘上图、状态监控、信息查询等功能。
6.根据权利要求5所述的交互式作战指挥沙盘系统平台，其特征在于，应用插件与GIS平台通过消息中间件以Windows消息的形式进行交互。
7.根据权利要求4所述的交互式作战指挥沙盘系统平台，其特征在于，应用插件通过数据库访问组件实现对数据库的访问。
8.根据权利要求4所述的交互式作战指挥沙盘系统平台，其特征在于，应用插件通过消息代理组件实现从沙盘服务端订阅信息。
9.根据权利要求1所述的交互式作战指挥沙盘系统平台，其特征在于，该软件平台是基于地理信息系统(GIS)进行的二次开发。
10.根据权利要求1所述的交互式作战指挥沙盘系统平台，其特征在于，开发基于地理信息系统(GIS)，包括战场态势展现、作战筹划交互和作战进程监控三个功能模块。
战场态势展现模块用于依托态势系统、指挥平台等实时获取战场侦察情报、部队武器状态、战场环境，以二三维联动方式展现战场的实时态势，具备分层级的展现部队历史/实时作业进程功能；包括我情态势展现子模块、敌情态势展现子模块、战场环境展现子模块、实时态势展现子模块和专题态势展现子模块。
作战筹划交互模块用于展示作战规划系统各业务成果，并且支持对各业务成果进行调整和批阅；提供批注、标绘、干预作战任务规划进程、审定作战规划成果的交互工具，能够对筹划成果进行展示，辅助完成作战筹划。
作战进程监控模块用于进行作战进程监控模块用于提供对部队及发射单元当前状态的统计及显示，并且能够通过视频等手段展示指定部队的状态，支持作战进程复盘；包括部队状态统计子模块、部队状态展示子模块与作战进程复盘子模块。
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