1 引言
陸戰場態勢信息是從戰場地理環境數據和作戰態勢數據為基礎,對數據進行處理、分析以及管理,同時對戰場態勢相關數據進行接收分析。其中,陸戰場態勢信息系統是建立在GIS基礎上,對軍用地圖進行表達、處理,并通過軍用標繪說明軍事情況,明確雙方力量部署、作戰能力等,為指揮員制定作戰計劃提供決策輔助。
RS技術的運用,讓信息化戰場更加豐富和精確。GPS的運用,可以讓指揮員實時地看到人員、武器等軌跡的態勢變化。如果將三者有效地結合運用在陸戰場態勢綜合顯示中,利用它們的準確性,多維性,動態性和直觀性,讓陸戰場態勢綜合顯示更加實時、逼真、準確為指揮員提供透明的、不間斷和一致的戰場態勢信息以及對未來陸戰場態勢的預測。
2 3S技術及其發展
“3S”技術是GPS、RS、GIS及“3S”集成的有機結合?！?S”技術即利用GIS的查詢、分析和處理能力,RS的快速、大范圍獲取地物信息特征,GPS快速定位和獲取數據的能力,將三者結合,則構成了對數據的采集、更新、處理、分析以及決策支持。
遙感技術是一種遠距離、不接觸的目標探測技術,通過對探測物體來獲取目標信息,然后對所獲取的信息進行加工處理,既而獲取目標相應描述信息。在我國,遙感技術己經廣泛應用于偵察、氣象、地理、環境、農林業等。隨著遙感技術的發展,各種高、中、低軌道結合,大、中、小衛星配合,以及新型航天遙感器的地面分辨率的不斷提高,多光譜檢測波段數不斷增加,將能快速、及時地提供多種空間分辨率、時間分辨率和光譜分辨率的對地觀測數據。
GPS是一種衛星導航定位系統,它是對地球表層上的目標空間點進行三維定位測量,以及對飛行器及運載工具的導航,其主要技術內容包括衛星系統和地面接收系統,能夠定位,導航,并獲取高程信息。在我國,GPS的應用領域已經擴展到了大地測量、交通、航空攝影定位、資源的勘探等,給社會帶來了巨大的效益。
地理信息系統是指用于獲取、儲存、處理、分析和顯示管理與地球表面位置相關數據的計算機信息系統。GIS可以快速、準確地對復雜地理信息進行空間分析來獲取既定的信息。目前,GIS技術已經在環境監測、自然災害防治、城市規劃、水資源管理、農林業等領域得到了廣泛的應用?！?S”集成就是對RS、GIS、GPS相互結合、相互補充,也當今信息技術發展的必然趨勢。其中,任一技術獨立使用避免不了各自的局限性。RS、GPS技術可以快速準確地獲取空間信息和GIS技術強大的空間數據處理功能相結合,將實現對信息快速、全面、動態地管理。
3 基于陸戰場的3S集成方法研究
3.1 GPS、GIS和RS技術集成構建方案
陸戰場態勢信息采集獲取的數據主要是傳感器數據,定位報告系統數據,源數據。其數據特點決定了其潛在問題是數據精度不夠高,更新數據慢等。
衛星遙感技術,使得獲取某地區的遙感圖像數據日益容易,甚至可以根據需要及時獲取某機場,港口等軍事要地的精確數據。
RS與GIS集成的基本出發點是RS可為GIS的數據更新提供穩定可靠的數據源。而GIS可以為RS影 像 提 供 區 域 背 景 信 息,提 高 其 解 譯 精度。
基于GIS搭建一個綜合的陸戰場環境顯示平臺,實時地顯示地形環境信息,軍事目標分布數據,在利用計算機圖像處理系統自動處理RS影像并將結果傳輸到陸戰場環境顯示平臺中。GPS與GIS的集成主要是利用GPS的實時空間定位數據以及GIS的地圖數據和空間分析技術實現不同的應用目的。如圖1所示?！緢D1】
圖中通過將GPS接收機連接在具有GIS相關軟件的PDA上,可以快速地顯示接收機所在位置、實時顯示其運動軌跡?？梢詾镚IS提供空間數據的母數據,進而得到相應數據的子數據即周邊連帶數據。三者相集成構建方案如圖2所示?！緢D2】
其中,遙感影像這里主要是利用ERDAS I-MAGINE進行信息提取與分析。
GIS軟件平臺可利用ARCGIS也可借助其它軍用或商用軟件平臺,只不過ARCGIS目前功能最強大,利用其對數據管理分析。同時利用GPS接收器將定位等信息傳回,對相應數據進行應用獲取態勢信息。
3.2 構建3S數據融合方案
數據融合方案的構建,是結合源數據,RS影像數據以及GPS傳回的定位信息數據,利用模塊匹配方法,匹配矢量和柵格數據,運用金字塔影像數據查詢和存取方法以及影像的分塊和緩存處理方法,解決動態的刷新和漫游大數據量的遙感圖像數據并解決戰場地理環境信息與作戰態勢信息的融合與集成,特別是戰場態勢信息的獲取、存儲、管理與使用等問題。
其中,模板匹配常用兩對應區域的誤差平方和【公式】
即模板與源圖像進行比較,以確定在源圖像中是否有與該模板相同或相似的區域。因此,可將陸戰場態勢數據信息分為元數據的仿真模擬和態勢目標信息獲取、管理、顯示等利用GPS構建航跡進行表現并對相應動態目標進行模擬設計。其融合數據的集成模式如圖3所示。其中,來自三者不同的數據利用數據處理平臺將其轉成相應格式存入綜合數據庫中,需要時再進行數據、圖形的抽取,讀入基本想定信息,標繪敵我雙方力量部署,輸入作戰方案最后顯示戰場敵我態勢?！緢D3】
4 結語
文中介紹了3S的技術,對3S集成技術如何應用于陸戰場態勢進行了研究,通過對其中兩者集成表現進行比較,給出了三者在陸戰場態勢中集成構建的方案,同時分析了數據進一步融合的方法,并探討了三者數據融合的模式。
參 考 文 獻
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