虚拟战场环境时空数据的Hilbert码索引方法

在虚拟战场环境中,时空数据的高效组织是动态描述战场关键要素、实时分析军事行动计划的前提。首先对经度、纬度、时间进行同步层次嵌套细分来构建规则的多分辨率时空网格,然后基于Hilbert曲线设计时空格元编码,进而根据虚拟战场环境时空数据与时空格元Hilbert码的对应关系,提出一种基于Hilbert码的时空数据索引方法。在此基础上设计实验,比较格元编码的时空邻近性、索引构建效率以及查询效率。结果表明,Hilbert码方法在邻近性上优于Morton码,索引构建速度满足大规模时空数据处理需要,且查询效率优于直接基于经度、纬度、时间查询和基于Morton码查询的方法,可作为虚拟战场中作战计划推演、战场环境要素可视化与分析等时空操作的基础。     

作战计划时空建模与冲突检测算法

为解决作战推演中作战计划时空冲突检测问题,对作战计划建模和时空冲突检测算法展开了研究。首先将作战计划分解为推演事件序列并分析了推演事件之间的时空关系;然后采用时间约束网表达推演事件序列,将推演事件时间冲突检测转化为负环检测问题;最后采用Bellman_Ford算法设计了负环检测函数,并对典型案例进行了实验,验证了算法的可行性。     

面向仿真事件的战场地理环境时空过程建模

已有的战场环境仿真模型缺乏作战实体与地理实体和地理现象之间相互影响及交互作用的语义表达,难以反映时空条件下地理环境实体的动态变化规律。提出了一种面向仿真事件的战场地理环境时空过程模型,实现时空过程语义的一体化描述以及结构化存储,从语义角度表达时空对象之间的相互作用和影响关系。该模型采用本体的方法集成描述仿真事件、环境实体及其行为过程的时空语义和属性语义,基于面向对象的方法构建具有层次结构的时空过程语义逻辑关系,按照数据模型的语义特征建立时空过程数据的组织与存储结构。基于该模型设计战场环境仿真平台组件并在仿真系统中应用,实验表明,与传统仿真模型相比,该模型能更好地记录和表达时空过程语义变化信息。     

基于任务过程的战场环境对象时空数据组织模型

军事信息系统始终以面向任务为核心,战场环境数据模型也是围绕作战任务来建立的。针对目前基于任务的战场环境信息系统研究尚不完善,现有的GIS时空数据模型还不能完全满足战场环境时空分析的需要。在对目前几种经典的时空数据模型分析的基础上,以基于对象的数据模型为理论基础,以过程驱动方法为建模机制,设计了适合战场环境领域的时空数据组织模型结构,实现了对复杂环境对象的可操作性。通过模型在战场环境分析系统中的应用,证明了其任务过程和地理空间数据的可对象化描述、组织、存储和查询功能。     

基于主题模型的地理环境时空数据隐含语义理解

文本是战场信息的重要数据模态,从中挖掘地理环境时空语义信息是机器理解战场环境的重要方法,有助于扩展战场环境的空间认知与理解.本文设计一种基于主题模型,反映地理时空因素与事件主题之间语义关系的计算方法,通过信息抽取,挖掘主题要素相关信息,形成不同主题分类及其对应的特征词汇分布;将事件主题与地理时空语义特征建立联合分布模型,自动发现时间、空间与事件主题之间的相关性,从而生成地理时空隐含的语义主题.通过试验验证并结合应用实践,得到如下结论:利用事件主题与位置信息的关联,并应用空间分析方法探寻不同主题的时空分布规律,可为新事件的位置预测及趋利避害对策制定提供基础,从而拓展传统的地理事件主题分析.     

兵棋棋盘生成方法研究与实现

兵棋是作战研究与指挥训练的重要工具,兵棋推演对提高指挥员作战指挥技能和谋略具有重要意义。兵棋棋盘是兵棋的重要组成部分,是对战场地理空间环境的描述与表达。在计算机辅助兵棋系统中,兵棋棋盘制作采用人工采集、编辑、设计的方法,制作成本高、周期长。文中基于矢量地图数据,从六角格网兵棋棋盘的数学基础、线状要素移位生成算法、面状要素处理算法3个方面,对快速生成兵棋棋盘的方法进行了研究。并对该算法进行了验证。     

任务驱动的面向对象战场环境仿真过程建模

战场环境仿真过程是战场环境信息保障的重要组成部分,需要紧密围绕任务过程来建立。目前战场环境仿真系统与指控系统之间互操作性还不完善,传统的仿真数据模型还不能满足作战人员对战场环境信息高效而精确的理解和分析,因此,需要构建一种面向作战任务的战场环境仿真过程模型来有效解析指控系统的关键信息需求。本文分析了作战任务与仿真过程结构化特征,采用面向对象的方法构建仿真过程概念模型;分析GeoBML的数据模型和形式化语法,使用形式化语言建立仿真过程的逻辑模型;定义仿真过程对象数据结构,构建物理模型并建立仿真过程动态映射模型。最后,基于该模型设计战场环境仿真平台组件并应用,验证该模型能有效表达战场环境仿真数据与作战任务实时动态的关联过程。     

面向GeoBML的作战任务建模与表达

针对目前指控系统的任务模型在地理信息语义描述上还不完善,不能满足战场环境仿真系统与指控系统之间的互操作问题,构建一种基于GeoBML的作战任务模型来有效解析指控系统的关键信息需求。分析了作战任务过程结构化特征,采用面向对象的方法构建作战任务和仿真过程概念模型;分析GeoBML的数据模型和形式化语法,使用形式化语言建立作战任务的语义模型;定义任务过程对象数据结构,构建任务驱动下的仿真过程数据映射模型;最后,基于该模型设计战场环境仿真平台组件并应用,验证其合理性与可扩展性。     

利用作战任务本体计算战场环境要素语义相似性

如何根据作战任务需求为用户快速提供有针对性的有效数据，是战场环境数据保障实现主动服务必须解决的问题之一。针对作战任务与战场环境数据关联关系复杂，目前方法上存在缺少数据匹配语义表达、语义相关度及不同要素类语义权重量化等问题，提出了一种基于作战任务本体的战场环境要素语义相似性计算方法。利用本体方法确定作战任务与战场环境数据在概念语义上的逻辑关系，按照作战任务语义相关度划分战场环境要素，采用规则与案例相结合的推理技术建立语义相似性计算，从而量化战场环境要素实体语义权重。实验结果表明，该方法能有效提升战场环境数据组织的效率与精度。     

基于兵棋推演的综合战场态势多尺度表达

信息化战争中,战场态势已发展为融合多军兵种、多层次、相互关系复杂、信息海量的综合战场态势。兵棋是对作战过程进行推演的工具,如何对兵棋推演的综合战场态势进行表达从而提高指挥员感知战场态势的效果是值得研究的问题。针对作战指挥中各级指挥员关注战场态势的特点,提出了综合战场态势多尺度表达模型的概念,分析了影响综合战场态势多尺度表达的相关因素,并建立了综合战场态势多尺度表达模型。最后利用该模型实现了兵棋推演的综合态势多尺度表达,并验证了其有效性。     

长城文化遗产保护与利用的信息技术方法框架构建

基于长城文化遗产保护与利用的内在需求和长城学理论,首先明确信息技术作用于长城文化遗产保护与利用的内涵。然后运用数字孪生理论与方法,结合新型信息技术发展趋势,探索长城文化遗产保护与利用的信息技术方法框架。该方法框架以“循证分析”与“科学推演”两部分为关键内容,涵盖长城文化遗产数据采集技术方法、模型构建技术方法、定量分析技术方法、虚拟修复技术方法、展示传承技术方法等5个方面。基于该方法框架进一步构建面向长城文化遗产保护与利用研究的技术方案,并以山西省老牛湾堡为例说明该技术方案的具体应用路径。方法框架和技术方案的提出不仅立足于解决长城文化遗产数字化表观与外形的问题,更要揭示长城文化遗产的内涵与实质,有助于从根本上实现长城文化遗产体系的有效保护与永续利用。     

基于事件的时空数据模型应用研究

本文首先分析和比较了几种有代表性时空数据模型的特点和存在的局限性 ,对基于事件的时空数据模型进行了改进 ,并提出了利用亲缘继承关系进行历史回溯查询 ,根据具体的实际应用 ,在现有成熟的ARCGIS平台上进行扩展 ,验证了该模型的有效性。实践表明 :利用该模型可以有效的进行各种时间、空间和属性的互查 ;时间因素和空间对象的空间特征和属性信息分开存储管理 ,便于时空分析 ,适于进行地理事件与空间对象状态因果关系的推理 ;减小了数据的存储空间 ,以及数据的冗余度     

DirectSound在虚拟现实系统声音模拟中的应用探讨

作为目前微软主推的音频处理工具DirectSound与其他早期的API在播放WAV文件中相比 ,在许多方面有着不可比拟的优势 ,可以完成复杂的混音播放。而在研究了三维虚拟现实系统中对声音仿真的要求以后 ,我们发现DirectSound是目前最适合在三维虚拟现实系统中使用的声音合成工具与播放工具。同时 ,本文对在三维战场环境仿真系统中如何应用DirectSound声音合成播出的一般方法进行了探讨 ,并且设计了一个基于DirectSound的声音播放类     

SARS传播动力学模型及其多智能体模拟研究

本文建立了SARS时空动力学传播模型，并应用多智能体技术研究个体尺度上SARS时空传播行为的模拟方法。基于虚拟地理环境系统平台，本文采用Java和VRML开发工具，研发了SARS传播与控制的智能体模拟原型系统，并以SARS在虚拟社区的传播为例，开展了SARS时空传播行为模拟的初步试验以及反映SARS疫情控制效果的参数敏感性分析。     

使用角色构建虚拟地理环境群体协同方法

为解决虚拟地理环境缺乏有效组织、规划、管理群体协同的问题,研究并构建角色模型及角色支持下的虚拟地理环境群体协同方法。构建了包含角色扮演、角色权限、角色感知、角色思维、角色行为和角色表达等模块的角色模型,设计了基于角色的虚拟地理环境群体协同框架,提出了多角色群体协同规划方法,建立了角色支撑下的群体协同冲突检测与消除策略。针对人类活动与全球变化相互影响问题,构建多领域人员参与下虚拟地理环境群体协同模拟与评估原型系统。经系统测试发现,通过角色模型能够较好地实现协同参与者与虚拟地理环境之间的耦合,同时能够为虚拟地理环境的群体协同提供系统性方法支撑。     

一种多基态修正时空数据模型改进的方法

本文分析现有的7种基态修正模型,发现多基态修正模型中的基态均以快照方式存储,当历史久远时需要创建的基态数较多,所占用的存储空间较大,如果不建立那么多基态,两个基态之间的差文件过多,就会使检索效率低下,所以说现有的多基态修正模型并不能真正做到不受历史久远的影响。作者提出为基态建立索引的方法可以解决该问题,该方法不仅可减少多基态修正模型中基态所占用的存储空间,并且可以提高时空数据操作的效率,真正做到不受历史久远的影响。     

面向新浪微博签到数据的时空热点事件检测方法

传统面向文本数据的事件检测方法在处理以微博为代表的社交媒体数据时面临着效率和准确性的挑战。同时,社交媒体数据中富含的位置信息常常不能被有效地识别和利用,这无疑会影响到事件检测的效果。本文基于对已有研究的总结归纳,定义了一类面向微博签到数据的时空热点事件,并提出了一种新的微博时空热点事件检测方法对其进行识别。通过两组实际数据的实验,证明该方法能够有效地从海量的微博数据中挖掘出具有时空特征的热点事件。     

一种时空过程的梯形分级描述框架及其建模实例

以对象建模视图和事件模型为基础的自底向上的时空过程表达方法,缺少对地理时空现象的显式定义,在时空因果链的细化表达方面存在不足。本文设计一种时空过程的梯形分级描述框架STP-TRAP,对时空过程进行自顶向下的显式化建模和集成时空因果链的分级描述,并在事件模型基础上,通过引入约束关系描述扩展时空因果链的表达模式。土地利用变迁过程建模实例与土地利用管理信息系统的设计和实现证明,该框架对土地利用变迁时空过程表达效果较好,为土地利用变更数据管理提供了新的思路。     

基于双效机制的时空数据模型研究

地理特征对象是时空数据组织的基本单元,而事件是导致时空数据发生变化的根本原因。在分析、借鉴前人的时空数据管理方法的基础上,通过分析事件驱动的特征对象数据存储与管理机制,提出了一种基于特征和事件双效机制的TG IS时空数据模型。同时结合土地利用的时空数据特点,设计了基于该模型的时空数据的快速索引机制和时空数据库。实际运行表明基于该模型的TG IS系统设计方案能高效、快速、全面地实现时空数据的存储、管理和分析。