战场环境仿真中基于图像的实时阴影技术

阴影是战场环境仿真中增强真实感的重要手段.分析战场环境中阴影的特点,将其分为静态阴影和动态阴影,根据战场环境仿真对阴影效果实时性和真实感的要求,采用改进的快速光线跟踪算法和预烘焙方法生成光照图,分别实现静态阴影中的地形和地物阴影,采用光源空间透视阴影图技术,改善阴影边缘走样,实时渲染真实的动态阴影.实验结果表明,实现的阴影效果达到了较好的实时性和真实感.     

地月圈层空间立体网格技术及其编码转换方法

论述了建立地月圈层空间立体网格所需的时空基准,对涉及的空间坐标转换进行研究。根据地球空间、月球空间及人类活动需求,选定地球、月球基准圈层面,满足地月圈层空间立体网格新特性。深入研究了地月圈层空间立体网格编码转换模型,提出了基于等角度、等径向间距和等体积3种转换准则的编码转换方法,分析了其转换前后空间粒度变化和效率。     

紧致的Hilbert曲线Gray码索引算法

Hilbert曲线具有良好的聚簇性,使其成为设计全球立体网格多维数据索引的重要工具。但当数据集在不同维度上的分布密度存在较大差异时,常规Hilbert曲线索引会出现大量的冗余。对此,本文基于Gray码推导分析了Hilbert曲线索引的构造特点,进而设计实现了紧致Hilbert曲线索引算法,在保持Hilbert曲线良好聚簇性的同时,避免了数据维度分布差异带来的索引冗余问题。试验结果表明,相比常规Hilbert索引,紧致Hilbert曲线索引计算复杂度相当,在实例数据测试中编码耗时减少约40%,索引存储空间减少约46%,排序速度约为Hilbert排序的4.3倍。     

地理空间信息网格的历史演变与思考

网格的概念随着科学技术和社会实践的发展而不断演变,在不同行业中的内涵既有区别又有联系。本文首先分析了地理空间网格的基本特征,提出了地理空间网格的广义和狭义概念。然后,回顾分析了地理空间网格的发展历史,认为地理空间网格是一种人类空间认知的重要思想和理论、方法,地理空间信息网格是信息化条件下的地理空间网格。最后,分析指出了地理空间信息网格以信息化的地球系统为研究对象,以模型理论为基础理论,未来将发展出现代地理空间网格的标准体系和服务体系,不仅服务于人,还将服务于智能化平台,具有广阔发展前景。     

三维Hilbert曲线层级演进模型与编码计算

格网单元的编码计算是全球离散网格系统的核心,支撑着网格快速索引及应用分析的高效计算。Hilbert曲线具有聚簇性高、连续性强的特点,是研究设计全球离散网格编码的重要工具。利用Hilbert曲线进行格元编码实现了坐标等效降维表达,但是对Hilbert曲线不同层级之间的变换关系、一维Hilbert码如何刻画格元多维空间结构与关系等网格编码基础理论问题的研究尚不完备。本文以八叉树立体网格中三维Hilbert曲线层级演进关系为突破口,使用状态矩阵与演进矩阵构建层级演进模型,进而分别设计笛卡儿坐标至Hilbert码计算以及邻近格元Hilbert码计算方法。与现有算法对比,本文算法以层级演进模型为理论基础,避免了烦琐迭代步骤以及转换步骤,算法流程简明直接。试验结果表明,本文笛卡儿坐标至Hilbert码计算效率较迭代算法提高为7%~23%,邻近格元Hilbert码计算效率较转换算法提高4.0~4.5倍。     

战场电磁态势3维可视化技术

科学直观地显示战场电磁态势,有助于电子战指挥员对战场电磁态势的准确判断,从而科学决策、合理部署电子对抗力量.根据3维符号多视觉变量的特点,设计并实现了适合于电磁态势表达的电磁态势3维仿真符号.重点解决了表达电磁目标间交互事件的动态仿真符号、表达电磁装备工作状态的序列图像符号以及表达红外箔条干扰的粒子特效符号.为战场电磁态势提供了一套基于3维符号的表示方法.     

战场环境仿真中基于图像的实时阴影技术

阴影是战场环境仿真中增强真实感的重要手段。分析战场环境中阴影的特点,将其分为静态阴影和动态阴影,根据战场环境仿真对阴影效果实时性和真实感的要求,采用改进的快速光线跟踪算法和预烘焙方法生成光照图,分别实现静态阴影中的地形和地物阴影,采用光源空间透视阴影图技术,改善阴影边缘走样,实时渲染真实的动态阴影。实验结果表明,实现的阴影效果达到了较好的实时性和真实感。     

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。     

混合式全球网格划分方案

基于地理坐标的等间隔网格划分方案的优缺点及地图投影的特点,提出一种混合式全球网格划分方案。这种划分方案将全球分成了6个面片,每个面片的每一边都是90°,其中4个面片处于南北纬45。之间,以等距离圆柱投影为基础,采用矩形网格覆盖;两个面片处于高纬地区,以极地正方形变换为基础,采用不规则四边形网格覆盖。     

月球圈层空间立体网格技术研究

选定月固坐标系为月球圈层空间网格的坐标基础,根据月球结构及其人造月球卫星轨道分布情况划分月球基准圈层面,采用剖分曲线l和b对月球圈层面进行层次细分,实现对圈层面层次细分。然后,结合圈层径等距细分对月球圈层体进行层次细分,实现对圈层体层次细分,建立月球圈层空间立体网格模型。采用Hilbert曲线填充算法,实现对月球圈层网格统一编码,编码效率较高,为网格数据组织奠定基础。