基于三维交互式电子沙盘的战场环境仿真系统

一． 系统概述

基于三维交互式电子沙盘的战场环境仿真系统，是一款在联合众成自主研发的数字电子沙盘系统—MaGis软件的基础上，针对军事战场环境仿真应用专门开发的一款专业软件系统。它取代了传统的实物沙盘和平面矢量地图系统，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，不但可以提高军事指挥自动化的水平，还可以满足军事决策的科学化、可视化和远程化的需求，因此在军事领域获得了越来越广泛的应用。

二． 系统功能

1. 三维战场仿真功能。

1）、地形仿真。将各种分辨率的影像和DEM数据融合在一起生成仿真地形，可以将战场环境真实的反映出来。

2）、在场景中加入各种标识和标注。有文字标注、图片图标标注、矢量图层（如道路等）标注、三维模型标注等等，充分满足战场仿真的需求。

3）、快速建模功能。可以在场景中直接生成简单的建筑物（不需要再使用3dmax等外部建模软件做好之后再导入系统），提高了指挥的反应速度和效率。

2. 信息加载与查询。（可以使三维场景的所包含的战场信息大大增加，为进一步的分析战场、分析目标提供了一个非常有用的工具）

1）、可以为三维场景中的任意一个对象链接多种格式的资料，比如文字、图片、视频等等。

2）、查询的方法，点击三维场景中的物体，就可以方便的查看它的相关资料，并且可以自己定义这些资料的实现方法和模式。

3. 测量分析工具。（可以帮助我们分析和了解战场情况，为制定计划提供依据）

1、水平距离测量:3D窗口下面的Message信息框中显示三项量测结果信息：水平距离、高程差和坡度。

2、空间距离测量:Message信息框中显示三项量测结果信息：空间距离、高程差和坡度。

3、垂直距离测量:Message信息框中显示三项量测结果信息：起始点高程值、第二点高程值和两点之间的高差。

4、面积测量:Message信息框中显示：该多边形的面积和周长。(注意：若所绘多边形的边界线与自身相交，则边界线变为红色，信息框中的面积项显示为“面积不可计算”，周长值正常显示。)

5、等高线轮廓图： 主要的影响参数有等高线图显示的类型、覆盖范围、等高线的颜色。

6、地形刨面分析：信息框中显示两点之间的空间距离、高程差和坡度信息，并弹出地形坡面信息框，图中显示由起始点到结束点之间的坡面一系列点的高程值，主采样点为白色竖线，次采样点为蓝色竖线。

7、最佳路径分析：根据地形中的高程以及地面上的目标，计算出两点之间的最佳路径。

8、可视通路分析： 该功能用于点对点的通视分析，即两点之间的视线是否通视。观察视点唯一，但目标点可以是多个。观察视点的高度可以自行设置。

9、视域分析:设置类型有两种，面型和线型。当选择线型时，只计算观测点和目标点之间的视线；选择面型时，计算观察点到某一扇形弧面上所有点的全部视线。绿色表示该范围可视，红色表示从观察点查看时不可见。

10、威胁区域分析: 在三维场景中，计算受影响的空间区域，得到一半球体以及从圆心点出发的一系列射线（由于地形或者建筑物等对象的阻挡，一些区域免受影响）。红色范围表示受影响的空间区域。

4.动态仿真功能。（可以对各种作战力量进行真实的模拟，方便预案推演、对抗演练）

动态对象分地面对象和空中对象，首先规划一个路径，然后加载一个模型（坦克、飞机等）这个模型就会沿着刚才规划的的路径行进，并且这个模型的行进速度、转弯速度、高度（飞机）等参数都可以控制和调整。如果我们将真实的武器装备的参数输入系统，或者根据后台数据库的装备参数，就可以对战场中的各种作战力量进行真实的模拟。

5.方案演示。

能够实现方案的实时录入、演示和智能评估，增强了教学、训练效果。减轻教员与学员的负担，使学员集中精力练谋略练指挥，达到讯战一致。

6. 业务数据接口接入。

系统提供了接入矢量数据，如shp、dxf、sde的接口，使得系统可以接入各种业务数据。诸如通信系统数据接入、建筑物信息数据接入,现场监控信息接入等。

7、针对军事应用的功能模块拓展。

1）、二、三维联动，联合标绘功能模块；

2）、地面视频模块，这个模块主要作用有两个，一个是通过传回的卫星影像，进行打击效果评估，二是通过传回的无人机视频，进行战场侦察；

3）、定位信号接入模块，可接入GPS和北斗定位信号，并在三维场景中实时显示；

4）、电力线生成模块，可以直接在三维场景中生成电力线、管道等；

5）、地形控制模块，可以修改地形及地表透明度，显示地下物体等；

6）、城市道路快速生成模块，可以根据数据库快速生成城市道路。

8、网络发布功能。（网络版软件）

通过地形数据库的服务器，允许用户通过网络来访问地形数据库。这个功能特别适合院校大规模的教学训练和部队组织网络化的大规模演习。

三． 系统特点

基于地理信息系统（GIS）的三维交互式电子沙盘是在传统沙盘的基础上融入了现代计算机技术，如投影和数字影像内容，完全兼容手工沙盘的功能，比传统物理沙盘更加直观、生动，表现细节更加丰富、细腻，更现代化，更信息化。相比较而言，传统的手工沙盘比较呆板，已经很难适应新形势下的展示需要。

1. 模拟更加逼真、直观。三维交互式电子沙盘是在传统沙盘可将传统沙盘无法直接展示的内容，通过图、文、声、像、动画等多媒体形式，甚至虚拟现实，生动直观地展示出来，可以更加形象的模拟三维场景，如同身临其境。

2. 信息更加准确。采用数字模型技术，可以准确的按比例还原物体形态，从而很好地解决了沙盘模型或电子地图显示全局时因缩小而看不到细节、局部放大又看不到全局的矛盾，弥补了传统沙盘模型的功能缺陷。

3. 功能更加全面。三维交互式电子沙盘操作程序更加系统化，容纳信息检索、分析和量算、设施立体化、属性查询、集成定位系统等更多的功能。随着不断融合新的技术、新的创意，电子沙盘将具有更多的功能。

4. 操作更为便捷。操作灵活、简单、便于维护和修改；浏览方便，在三维交互式电子沙盘中进行任意缩放和漫游，可以模拟飞行，对目标进行全方位的观察分析；并为客户提供了一个基于实时、可交互的虚拟操作环境，突破了传统沙盘占地面积大、携带不方便、表现内容单调且难以更新等缺点，应用越来越广泛。

5. 互动性更强。电子沙盘具有很好的互动功能，让参观者参与互动，令人有身临其境之感，从而极大地调动起参观者的观摩兴趣，提高宣传展示效果。

6. 技术更新快，可扩展性强。