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GIS描述的现实世界永远处于不断变化之中,但传统GIS只能以静态的方式表现。随着应用的深入,很多应用领域要求通过GIS来管理各种实时动态的空间信息。军事、公安、应急指挥、实时监控、城市管理等作战指挥应用领域的动态信息非常丰富,这些态势信息具有动态性、实时性和分布性的特点,如何管理和可视化表达这些态势信息是一个重要的研究内容。另外,随着网络和计算机通信技术的发展,分布协同应用模式越来越广泛,很多作战指挥应用领域是面向多兵种(部门)的,涉及多兵种(部门)的协同和信息感知。
本文主要研究作战指挥态势应用领域中的动态信息管理和可视化问题。主要研究内容包括:
(1)在分析协同态势的应用背景、应用特点的基础上,首先提出单机环境下的态势动态表达模型。模型的组成要素包括基础地理信息、动态图形对象、多媒体信息和演播对象。其中,动态图形对象由空间实体、态势符号和事件对象组成。模型主要通过图形对象表达各种态势要素,通过图形对象的状态变化事件驱动态势要素的动态行为变化。
(2)提出采用面向态势方案的动态表达方法,对态势方案的组成和数据组织结构进行了详细设计,对事件驱动的态势可视化流程进行了分析。并进一步探讨了协同态势可视化系统的总体框架和体系结构。
(3)在面向方案的态势动态表达模型的基础上,结合实际应用的需要探讨协同态势应用集成架构,提出基于消息传输的集中式协同系统架构和协同信息感知,对具体的协同消息类型和消息格式进行了分析和定义。将态势信息分为态势编辑消息和态势情报消息,态势情报消息的引入丰富了态势表达内容,增强了动态表达的效果。
(4)以城市应急联动指挥可视化系统为例,从实时数据获取管理、目标跟踪监控和协同方案编辑、态势信息发布、救援方案推演几个方面探讨协同态势应用中的关键技术。最后,对原型系统和主要的应用领域进行了介绍。
本文总体上采用“消息-事件-行为”三者顺序驱动和螺旋上升的研究思路,由消息驱动图形对象状态变化事件的发生,由事件驱动图形对象的动态行为变化。图形对象新的行为变化又会产生新的消息,这是一个顺序驱动、螺旋上升的过程,通过这个过程展现态势的发生、发展。