CN114357815B - 基于WebGIS的航空反潜任务数据复盘分析系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于WebGIS的航空反潜任务数据复盘分析系统和分析方法。该系统包括数据解析模块、数据接入模块、任务输入模块、数据加载模块、数据推送模块和复盘分析模块；所述数据解析模块用于将飞机总线数据进行解析和存储数据；所述数据接入模块用于所有数据接入统一时间维度并存储；所述任务输入模块用于输入任务指令；所述数据加载模块用于将目标复盘开始‑结束时间段内的数据加载到内存容器中；所述数据推送模块用于将加载数据模型推送至计算机前端；所述复盘分析模块用于将加载数据模型与WebGIS进行可视化渲染，实现目标复盘显示。本发明能够以全局视角直观呈现战场态势，避免现有反潜任务评估过多依赖人工经验、数字化程度差等问题。

Description

基于WebGIS的航空反潜任务数据复盘分析系统及方法

技术领域

本发明涉及航空反潜数据分析技术领域，具体地指一种基于WebGIS的航空反潜任务数据复盘分析系统及方法。

背景技术

地理信息系统 (GIS, Geographic Information System) 是一种基于计算机的工具，它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。

网络地理信息系统(WebGIS)是指工作在Web网上的GIS，是传统的GIS在网络上的延伸和发展，具有传统GIS的特点，可以实现空间数据的检索、查询、制图输出、编辑等GIS基本功能，同时也是Internet 上地理信息发布、共享和交流协作的基础。WebGIS是通过互联网对地理空间数据进行发布和应用，以实现空间数据的共享和互操作，如GIS信息在线查询和业务处理等。WebGIS客户端采用Web浏览器，如IE，FireFox。WebGIS是利用Internet技术来扩展和完善GIS的一项新技术，其核心是在GIS中嵌入HTTP标准的应用体系，实现Internet环境下的空间信息管理和发布。

航空反潜是利用固定翼飞机与直升机等反潜飞机，对潜艇等水下目标进行打击。反潜飞机是用于搜索和攻击潜艇的海军飞机，其装有雷达、红外探测仪、航空声纳、磁力探测仪等搜潜设备和自导鱼雷、深水炸弹等反潜武器。现有的航空反潜任务评估手段存在一下问题：一、主要依赖于对任务过程中手写记录数据的研判，依靠人工经验，缺少合理、科学的评估方法以及数字化分析手段；二、当前航空反潜数据多以原始二进制形式存储，缺少有效的利用；三、目前飞机总线数据主要应用为卸载解析浏览和音视频记录数据回放等，数据价值没有得到挖掘。

发明内容

本发明的目的就是要克服上述现有技术的不足，通过对反潜巡逻机总线、任务操作席位以及目标数据的综合解析处理，提高反潜任务评估效率，提供一种基于WebGIS的航空反潜任务数据复盘分析系统及方法。

为实现上述目的，本发明所设计的一种基于WebGIS的航空反潜任务数据复盘分析系统，其特别之处在于，其包括数据解析模块、数据接入模块、任务输入模块、数据加载模块、数据推送模块和复盘分析模块；其中，

所述数据解析模块用于将反潜巡逻飞机总线数据按照多个子系统类别进行分类，对分类后的每个所述子系统文件分别按照ICD配置文件进行详细解析，并将解析后的结果以CSV文件格式存储到每个所述子系统文件对应的子系统反潜任务文件夹中；

所述数据接入模块用于通过UDP指令对每个所述子系统反潜任务文件夹进行定时扫描，将每个所述子系统反潜任务文件夹中数据接入统一时间维度的数据，并存储到对应的子系统库表；

所述任务输入模块用于在计算机前端输入控制和查询指令，以及目标复盘指定时间点t和指定时间频率F1；

所述数据加载模块用于将子系统库表中飞机飞行开始-结束时间段内的、按照指定时间频率F1存储的飞行数据加载到内存容器中；同时确定所述控制和查询指令对应子系统库表，枚举获取对应所述子系统库表中的所有存储数据，计算对应所述子系统库表中目标复盘的开始、结束时间，并将对应所述子系统库表中目标复盘开始-结束时间段内的、按照指定时间频率F1存储的目标复盘数据加载到内存容器中；

所述数据推送模块用于创建与每个子系统库表一一对应的子系统线程，再从内存容器中获取每个子系统线程对应的加载数据，构成加载数据模型；根据计算机前端输入的对应所述子系统库表中目标复盘指定时间点t和指定时间频率F1，计算对应子系统线程中目标复盘的下一个时间点t+1、t+2……，并分别获取对应所述子系统线程中的时间点t、t+1、t+2……处的加载数据模型，将所述时间点t、t+1、t+2……处的加载数据模型通过WebSocket推送至计算机前端；

所述复盘分析模块用于将所述数据推送模块推送至计算机前端的对应所述子系统线程加载数据模型，与计算机前端的WebGIS进行可视化渲染，通过驱动载入的对应所述子系统线程加载数据模型，实现对应所述子系统线程目标复盘显示，生成二、三维分析海图。

本发明还提出一种基于WebGIS的航空反潜任务数据复盘分析方法，其特别之处在于，包括如下步骤：

步骤1），对飞机总线数据按照ICD配置文件进行详细解析，并将解析后的结果以CSV文件格式存储到反潜任务文件夹中；

步骤2），通过UDP指令对反潜任务文件夹进行定时扫描，将反潜任务文件夹中数据接入统一时间维度，并存储到系统库表；

步骤3），在计算机前端输入控制和查询指令；

步骤4），对系统库表中飞机飞行开始-结束时间段内的飞行数据加载到内存容器中；同时根据控制和查询指令，计算系统库表中目标复盘的开始、结束时间，并将系统库表中目标复盘开始-结束时间段内的目标复盘数据加载到内存容器中；

步骤5），通过WebSocket将内存容器中的各类数据推送至计算机前端；

步骤6），在计算机前端的WebGIS进行可视化渲染，实现对应反潜任务过程的复盘分析。

进一步地，步骤2）中，所述接入统一时间维度的方法为将系统反潜任务文件夹中数据按照指定时间频率进行重新采样排序，并对指定时间频率中的某一时间频率赋予某一时间点，从而使系统反潜任务文件夹中的所有数据接入到统一时间维度，最后将系统反潜任务文件夹中接入的具有统一时间维度的数据存储到对应的子系统库表。

本发明的优点在于：

1.本发明采用前后端分离方式，首先通过前端进入复盘控制，然后发送控制和查询指令给后端进行复盘数据处理；后端接收指令后做出响应，按类别推送相关数据至前端；相关数据与计算机前端的WebGIS进行可视化渲染，实现二、三维目标复盘显示，并进行飞行全剖面复盘和任务全要素分析，促进反潜作训评估由经验决策型向科学决策性转变。

2. 本发明采用WebGIS作为二三维综合显示手段，只需通过浏览器即可进行访问，可实现航空反潜任务的多人同时在线协作，提升了反潜任务评估效率，占用资源少。

本发明提出了一种基于WebGIS的航空反潜任务数据复盘分析系统和分析方法，该系统能够以全局视角直观呈现战场态势，避免现有反潜任务评估过多依赖人工经验、评估效率低、数字化程度差等问题。

附图说明

图1为本发明基于WebGIS的航空反潜任务数据复盘分析系统的整体结构图；

图2为本发明基于WebGIS的航空反潜任务数据复盘分析系统的数据传输示意图；

图3为浮标投放布阵复盘示意图；

图中：数据解析模块1，数据接入模块2，任务输入模块3，数据加载模块4，数据推送模块5，复盘分析模块6。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应该理解为对本发明的限制。

如图1-3所示一种基于WebGIS的航空反潜任务数据复盘分析系统，其特征在于：所述系统包括数据解析模块1、数据接入模块2、任务输入模块3、数据加载模块4、数据推送模块5和复盘分析模块6。

其中，所述数据解析模块1用于将反潜巡逻飞机总线数据按照多个子系统类别进行分类，对分类后的每个所述子系统文件分别按照ICD配置文件进行详细解析，并将解析后的结果以CSV文件格式存储到每个所述子系统文件对应的子系统反潜任务文件夹中。

具体地，所述多个子系统包括：巡逻飞机平台系统、目标运动轨迹系统、声纳浮标投放系统、识别设备工作状态系统。对应地，所述子系统反潜任务文件夹包括：巡逻飞机平台系统反潜任务文件夹、目标运动轨迹系统反潜任务文件夹、声纳浮标投放系统反潜任务文件夹、识别设备工作状态系统反潜任务文件夹。

每个所述子系统文件进行详细解析前，需拆包检测，所述拆包检测过程为：将每个所述子系统文件目录中的所有文件，根据时标信息将原始小文件组织成一个大文件，方便后续处理解析。

每个所述子系统文件解析过程为：读取每个所述子系统文件数据，根据数据类型选择相应的ICD配置文件，根据确定的转换模式、单位、分辨率对二进制数据进行字段提取，并将字段提取的结果以CSV文件格式存储到每个所述子系统文件对应的子系统反潜任务文件夹中。

所述数据接入模块2用于通过UDP指令对每个所述子系统反潜任务文件夹进行定时扫描，将每个所述子系统反潜任务文件夹中数据接入统一时间维度的数据，并存储到对应的子系统库表。所述子系统库表结构根据对应的ICD配置文件结构进行定义。

具体地，例如将子系统反潜任务文件夹中数据按照指定时间频率0.1ms进行重新采样排序，并对指定时间频率中的某一时间频率赋予某一时间点，如2020年5月24日00:00，从而使所有子系统反潜任务文件夹中的所有数据接入到统一时间维度，最后将系统反潜任务文件夹中接入的具有统一时间维度的数据存储到对应的子系统库表。

所述任务输入模块3用于在计算机前端输入复盘控制命令和态势查询指令，所述态势查询指令包括目标复盘指定时间点t，如2020年5月24日10:00和指定时间频率0.1ms。

所述数据加载模块4用于将子系统库表中飞机飞行开始-结束时间段（2020年5月24日8:00~12:00）内的、按照指定时间频率0.1ms存储的飞行数据加载到内存容器中；同时确定所述复盘控制命令对应子系统库表，枚举获取对应所述子系统库表中的所有存储数据，计算对应所述子系统库表中目标复盘的开始、结束时间（2020年5月24日10:00~11：00），并将对应所述子系统库表中目标复盘开始-结束时间段（2020年5月24日10:00~11：00）内的、按照指定时间频率0.1ms存储的目标复盘数据加载到内存容器中。

所述数据推送模块5用于创建与每个子系统库表一一对应的子系统线程，再从内存容器中获取每个子系统线程对应的加载数据，构成加载数据模型；根据计算机前端输入目标复盘指定时间点t（2020年5月24日10:00）和指定时间频率0.1ms，计算对应子系统线程中目标复盘的下一个时间点t+1、t+2……，并分别获取对应所述子系统线程中的时间点t、t+1、t+2……处的加载数据模型，将所述时间点t、t+1、t+2……处的加载数据模型通过WebSocket推送至计算机前端。

所述复盘分析模块6用于将所述数据推送模块5推送至计算机前端的对应所述子系统线程加载数据模型，与计算机前端的WebGIS进行可视化渲染，通过驱动载入的对应所述子系统线程加载数据模型，实现对应所述子系统线程目标复盘显示，生成二、三维分析海图。

例如，所述复盘分析模块5中的对应所述子系统线程加载数据模型为声纳浮标数据模型，其模型字段依次为架次编号、时刻、高度、速度、纬度、经度、浮标序号、浮标类型、工作深度、射频通道、处理通道、是否成活。通过步骤4推送的目标复盘，对声纳浮标数据模型进行驱动，系统对这些数据进行处理并按照0.1ms的时间间隔推送到前端进行显示。对应所述声纳浮标投放系统线程目标复盘显示主要内容包括：声纳数据处理、声纳位置显示、声纳状态显示三个方面。

声纳数据处理主要包括三个部分：预处理、数据重组织和数据重采样。其中，预处理包括两个方面：一是对数据进行格式转换，转换为标准的高斯坐标和标准格式的时间；二是采取数据修正或去除错误数据等措施，剔除明显错误的点位以及去掉重复采样的定位数据。

数据重组织就是按照“目标-时间-属性”三元组的方式，将数据组织成时间序列的属性集。

声纳位置显示主要利用浮标图标和图形的绘制的方式来表现声纳的投放位置及其在复盘过程中的位置变化，并表现声纳的作用范围。

声纳浮标状态显示主要通过浮标图标显示样式的变化来表现浮标的存活、发现目标、死亡状态的变化。同时提供状态窗口的方式来以文字方式显示浮标的详细状态信息。

声纳浮标数据最终呈现效果如图3所示，其余数据模型复盘原理与之类似。

本发明还提供了一种基于WebGIS的航空反潜任务数据复盘分析方法，包括如下步骤：

步骤1），对飞机总线数据按照ICD配置文件进行详细解析，并将解析后的结果以CSV文件格式存储到反潜任务文件夹中；

步骤2），通过UDP指令对反潜任务文件夹进行定时扫描，将反潜任务文件夹中数据接入统一时间维度，并存储到系统库表；

步骤3），在计算机前端输入控制和查询指令；

步骤4），对系统库表中飞机飞行开始-结束时间段内的飞行数据加载到内存容器中；同时根据控制和查询指令，计算系统库表中目标复盘的开始、结束时间，并将系统库表中目标复盘开始-结束时间段内的目标复盘数据加载到内存容器中；

步骤5），通过WebSocket将内存容器中的各类数据推送至计算机前端；

步骤6），在计算机前端的WebGIS进行可视化渲染，实现对应反潜任务过程的复盘分析。

其中，步骤2）中，所述接入统一时间维度的方法为将子系统反潜任务文件夹中数据按照指定时间频率进行重新采样排序，并对指定时间频率中的某一时间频率赋予某一时间点，从而使系统反潜任务文件夹中的所有数据接入到统一时间维度，最后将系统反潜任务文件夹中接入的具有统一时间维度的数据存储到对应的子系统库表。

说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于WebGIS的航空反潜任务数据复盘分析系统，其特征在于：所述系统包括数据解析模块（1）、数据接入模块（2）、任务输入模块（3）、数据加载模块（4）、数据推送模块（5）和复盘分析模块（6）；其中，

所述数据解析模块（1）用于将反潜巡逻飞机总线数据按照多个子系统类别进行分类，对分类后的每个所述子系统文件分别按照ICD配置文件进行详细解析，并将解析后的结果以CSV文件格式存储到每个所述子系统文件对应的子系统反潜任务文件夹中；

所述数据接入模块（2）用于通过UDP指令对每个所述子系统反潜任务文件夹进行定时扫描，将每个所述子系统反潜任务文件夹中数据接入统一时间维度的数据，并存储到对应的子系统库表；

所述任务输入模块（3）用于在计算机前端输入复盘控制命令和态势查询指令，所述态势查询指令包括目标复盘指定时间点t和指定时间频率F1；

所述数据加载模块（4）用于将子系统库表中飞机飞行开始-结束时间段内的、按照指定时间频率F1存储的飞行数据加载到内存容器中；同时确定所述复盘控制命令对应子系统库表，枚举获取对应所述子系统库表中的所有存储数据，计算对应所述子系统库表中目标复盘的开始、结束时间，并将对应所述子系统库表中目标复盘开始-结束时间段内的、按照指定时间频率F1存储的目标复盘数据加载到内存容器中；

所述数据推送模块（5）用于创建与每个子系统库表一一对应的子系统线程，再从内存容器中获取每个子系统线程对应的加载数据，构成加载数据模型；根据计算机前端输入目标复盘指定时间点t和指定时间频率F1，计算对应子系统线程中目标复盘的下一个时间点t+1、t+2……，并分别获取对应所述子系统线程中的时间点t、t+1、t+2……处的加载数据模型，将所述时间点t、t+1、t+2……处的加载数据模型通过WebSocket推送至计算机前端；

所述复盘分析模块（6）用于将所述数据推送模块（5）推送至计算机前端的对应所述子系统线程加载数据模型，与计算机前端的WebGIS进行可视化渲染，通过驱动载入的对应所述子系统线程加载数据模型，实现对应所述子系统线程目标复盘显示，生成二、三维分析海图。

2.根据权利要求1所述的基于WebGIS的航空反潜任务数据复盘分析系统，其特征在于：所述数据解析模块（1）中的每个所述子系统文件解析过程为：读取每个所述子系统文件数据，根据数据类型选择相应的ICD配置文件，根据确定的转换模式、单位、分辨率对二进制数据进行字段提取，并将字段提取的结果以CSV文件格式存储到每个所述子系统文件对应的子系统反潜任务文件夹中。

3.根据权利要求2所述的基于WebGIS的航空反潜任务数据复盘分析系统，其特征在于：所述数据解析模块（1）中的每个所述子系统文件进行详细解析前，需拆包检测，所述拆包检测过程为：将每个所述子系统文件目录中的所有文件，根据时标信息将原始小文件组织成一个大文件，方便后续处理解析。

4.根据权利要求3所述的基于WebGIS的航空反潜任务数据复盘分析系统，其特征在于：所述数据解析模块（1）中的多个所述子系统包括：巡逻飞机平台系统、目标运动轨迹系统、声纳浮标投放系统、识别设备工作状态系统。

5.根据权利要求4所述的基于WebGIS的航空反潜任务数据复盘分析系统，其特征在于：所述数据接入模块（2）中的对应的所述子系统库表结构根据对应的ICD配置文件结构进行定义。

6.根据权利要求5所述的基于WebGIS的航空反潜任务数据复盘分析系统，其特征在于：所述数据接入模块（2）中的指定时间频率F1为0.1ms。

7.根据权利要求1所述的基于WebGIS的航空反潜任务数据复盘分析系统，其特征在于：所述复盘分析模块（6 ）中的对应所述子系统线程加载数据模型为声纳浮标数据模型，对应所述子系统线程目标复盘显示包括声纳数据处理、声纳位置显示、声纳状态显示。

8.根据权利要求7所述的基于WebGIS的航空反潜任务数据复盘分析系统，其特征在于：所述声纳数据处理包括声纳数据预处理、声纳数据重组织和声纳数据重采样；

所述声纳位置显示为利用浮标图标或图形的绘制方式来表现声纳的投放位置及其在复盘过程中的位置变化，并表示出声纳的作用范围；

声纳状态显示为通过浮标图标显示样式的变化来表现浮标的存活、发现目标、死亡状态的变化；同时提供状态窗口的方式来以文字方式显示浮标的详细状态信息。

9.一种基于WebGIS的航空反潜任务数据复盘分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1），对飞机总线数据按照ICD配置文件进行详细解析，并将解析后的结果以CSV文件格式存储到反潜任务文件夹中；

步骤2），通过UDP指令对反潜任务文件夹进行定时扫描，将反潜任务文件夹中数据接入统一时间维度，并存储到系统库表；

步骤3），在计算机前端输入控制和查询指令；

步骤4），对系统库表中飞机飞行开始-结束时间段内的飞行数据加载到内存容器中；同时根据控制和查询指令，计算系统库表中目标复盘的开始、结束时间，并将系统库表中目标复盘开始-结束时间段内的目标复盘数据加载到内存容器中；

步骤5），通过WebSocket将内存容器中的各类数据推送至计算机前端；

步骤6），在计算机前端的WebGIS进行可视化渲染，实现对应反潜任务过程的复盘分析。

10.根据权利要求9所述的基于WebGIS的航空反潜任务数据复盘分析方法，其特征在于：步骤2）中，所述接入统一时间维度的方法为将子系统反潜任务文件夹中数据按照指定时间频率进行重新采样排序，并对指定时间频率中的某一时间频率赋予某一时间点，从而使系统反潜任务文件夹中的所有数据接入到统一时间维度，最后将系统反潜任务文件夹中接入的具有统一时间维度的数据存储到对应的子系统库表。

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