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基于GIS三维可视化仿真技术的虚拟战场地形研究.docx

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基于 GIS 三维可视化仿真技术的虚拟

战场地形研究

　　摘要　　论文首先讨论了 GIS 的概念及

相关技术，重点讨论了基于 GIS 三维可视化

仿真技术的虚拟战场地形的关键技术和实

现过程。包括：基于 GIS 实现的原理，虚拟

战场地形的建模，可视化的操作和分析。并

结合实例进行了说明。实验结果表明用该方

法开发的虚拟战场三维地形环境仿真系统

具有良好的用户界面和形象逼真地动态地

形显示效果。

关键词 GIS 技术三维可视化数字模型虚拟

战场地形

0 引言

近年来，随着 GIS 和虚拟现实技术的发展，

军事演习和指挥决策在概念上有了新的飞

跃，通过建立虚拟作战实验室来进行军事训

练和研究。利用基于 GIS 三维动态可视化仿

真技术，场景建模技术和图形图象处理技术，

开发出关于某一特定的战场地形区域的真

实全面的虚拟战场地形环境系统，使指挥人

员有身临其境的体验。

1 GIS 及其可视化原理

1．1 GIS 简介

地理信息系统是一门地学空间数据与计算

机技术相结合的新型空间信息技术。它以空

间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，

对空间数据进行采集，管理，操作，分析和

显示，并采用地理模型分析法，适时提供多

种空间和动态地理信息的计算机系统。近几

年来把 GIS 技术用到军事上的战场地形的研

究已经取得了不少的进步。

1．2 基于 GIS 的图形表达

GIS 中的图形以矢量表示和存储的。图形的

实质就是空间点在三维平面的投影，可以分

解为：点，线，面，体等几种不同的图形元

素。因为矢量化图形的各个部分可以用数学

的方法加以描述，可以对其进行任意的变换，

放大，缩小，旋转，变形，移位，叠加等，

并保持图形的空间拓扑关系不变。而且矢量

图形的基本组成是点，线，面，体，可以进

行单独定义，控制，操作，分析，查询图形

对象的空间信息及其相关的属性信息。

1．3 基于 GIS 的战场地形信息的组织

GIS 将空间实体对象用空间数据和属性来共

同描述并分别存储。前者描述实体的数据和

拓扑关系等，后者描述实体的属性和两者的

关联标识，空间数据和属性数据通过内部代

码和用户标识码作为公共数据项连接起来，

使得空间对象的每个图元与描述图元的属

性一一对应起来。利用 GIS 特有的混合空间

数据组织形式为反映战争中复杂的地形环

境提供了条件。战场数字建模是把客观存在

的战场地形环境实体在计算机中用真实的

空间位置来表示，实现了地形空间实体与属

性数据一一对应。

2 三维虚拟战场地形的可视化数字建模

2．1 DEM 地形数据的组织和表达

地表数字地形模型是虚拟战场地形模型的

重要组成部分。三维地形数据结构是构造虚

拟战场地形环境的基础，关键技术是 DEM 的

表达。对 DEM 数据的组织较多的用不规则三

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