基于gis的某部营区平时管理与战时决策系统的研究及实现.docx
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1、分类号 密级U D C 编号10486 武 汉 大 学硕 士 学 位 论 文基于GIS的某部营区平时管理与战时决策系统的研究及实现2008年5月Thesis for Master DegreeThe Research and Implementation of Barracks Peacetime Management and Wartime Decision-making System of C regimental Based on GISMay, 2008郑 重 声 明本人的学位论文是在导师指导下独立撰写并完成的,学位论文没有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权行为,否则,本人
2、愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果,特此郑重声明。 学位论文作者(签名): 年 月 日摘 要营区作为军队屯兵、养兵、练兵、储备军用装备和物资的基地,在军队信息化和数字化建设中具有举足轻重的地位。在平时,营区是军队赖以生存和发展的基础性条件;而在战时,营区又成为敌我双方攻防的一个重要阵地。从这个角度来考虑,是论文研究的出发点。因此,基于GIS的某部数字军营综合管理系统,即营区平时地面基础设施管理与战时辅助决策系统的研究和设计,分为两个层面来考虑:一是在平时,就营区而论营区,将其作为营区GIS与部队MIS的有机结合体系,开发营区地面基础设施的管理和综合信息的查询系统;二是在战时,将营区作为阵地
3、,考虑其在战争中的辅助决策分析功能,具体来说,就是在营区平时综合管理的基础上,进而研究了战时营区阵地的地形分析,以及对地形分析的算法设计和改进,并利用该系统与营区范围内的军事设施选址模型相结合,进行了战时军事设施的选址决策功能。论文的研究是以中国人民解放军某部营区为背景的,按照软件工程的组织思路,在VB中,调入MapInfo的MapX组件,结合SQL Server数据库,从总体设计到数据的采集、转换,数据库的建立,以及系统的详细设计和功能的实现,开发了某部营区平时管理系统。其中以营房中的楼层和房间为纽带,有效的将营区GIS与某部各部门的MIS结合起来。该部下属各分部营区在地域分布上,有的位于城
4、市(修理所)、有的位于群山之中(靶场),在战略上是敌重点打击目标。因此研发该系统应着眼军事应用的功能,服务于作战环境分析和辅助决策。论文重点研究了战时营区地形分析和战时营区军事设施的选址两个方面的决策分析。战时营区地形分析从两方面来研究,一是阐述了数据采集与DEM获取方法,以及实际操作过程中需要注意的问题,并且在原有民用方法的基础上提出了一种自动化的辅助方法以实现二维矢量地图中等高线高程信息的自动识别,降低人工劳动强度,提高处理效率,满足了军事高效性的要求。二是在DEM的基础上,以某部靶场为目标,研究了地形分析的算法设计和军标的绘制。为了满足战时营区军事设施选址的高效率和科学性,采用了系统与选
5、址模型相结合的方式,重点分析了军队工程设施选址的目标和约束条件,研究建立了工程设施多目标选址模型,运用地理信息系统中的图层叠加算法,提出了基于图层叠加的多目标选址模型求解方法,并进行了实例分析。实践表明,该系统符合了部队的特殊性和实用性,实现系统的一些关键技术也满足了部队的高效性,从而可以更好的在部队团以上单位进行推广应用。关键词:地理信息系统 数字军营 MapX组件 数字高程模型 多目标选址模型ABSTRACTThe barrack is the base where makes training and reserves military equipment and material, a
6、nd it plays a decisive role on information and digital building of the army. In peacetime, the barrack is the basis conditions of the armys survival and development; In wartime, the barrack becomes the important offensive and defensive positions between the two sides in a struggle. Considering from
7、this perspective is the starting point of the research. Therefore, about the research and design of Digital Barracks Integrated Management System of C regimental based on the GIS (Barracks Peacetime Ground Infrastructure Management and Wartime Aided Decision System), it is considered by being divide
8、d into two levels: in peacetime, considering on its surface meaning, it is the organic integration of the barracks GIS and the military MIS, to develop barracks groud infrastructure management and comprehensive information enquiring system; In the wartime, the system will be considered the war-assis
9、ted analysis and the decision-making functions while barracks will be a front, Specifically, it is usually to research further terrain analysis of wartime-camps, as well as algorithm design and improvements of terrain analysis, and to locate the decision-making function of wartime military facilitie
10、s by using combination between system and the barrack-site model of military facilities within the limits on the basis of the integrated management of the barracks.The research is based on the barracks of C regimental of the Peoples Liberation Army (the authors unit) as the background. According to
11、the organization ideas of software engineering, the MapX of MapInfos components are redeployed in VB, with the SQL Server database, from design to data collection,conversion, the creation of database, the detailed design of the system and the realization of functionality, These have been developed C
12、 Barracks Peacetime management system. It will be effectively cooperated between barracks GIS and departments MIS together linking the floors with rooms in the barracks.About areas distribution of camp of C regimental, some locate in the city (repair-station), and some locate in the mountains (range
13、), it is the enemy target in the strategic. Therefore the system should focus on the research and development of the function of military service in the combat environment, and analysis to support decision-making. Papers focus on two aspects of decision-making analysis in the wartime camp terrain an
14、alysis and wartime military facilities of the barracks-site.The terrain analysis of wartime barracks is studied in two ways, it first expounded data acquisition and access methods of the DEM, and the problem of the need for attention to in the actual operation, and an automated auxiliary method to a
15、chieve 2D vector elevation contour map of the automatic identification of information on the basis of the original civilian methods, which reduces manual labor intensity and improves efficiency to meet the requirements of military efficiency. Second, on the basis of the DEM at a range of C corporati
16、ons targets, it is to study the terrain analysis algorithm design and rendering military target.In order to meet the efficient and scientific nature for wartime military facilities in the camp site, it use a combination between the system and models of location, it especially analied the armys engin
17、eering facilities siting goals and constraints, and established research facilities in multi-objective of the project site model, use the stack algorithm in layers of geographic information system, superposite target location on the basis of layers-stack, and analied the case.According to the practi
18、ce, it shows that the system meets the special nature and practicality of the forces, and some of the key technology to realize system meets the efficiency of the units, which can be better applied in the units above the regimental level.KEY WORDS: Geographic Information System; Digital Barracks; Ma
19、pX Component; DEM; Multi-target location model目 录摘 要IABSTRACTIII目 录V第1章 绪论11.1 地理信息系统(GIS)简介11.1.1 GIS的概念11.1.2 GIS的发展11.1.3 GIS的构成21.1.4 GIS的特征41.2 军事地理信息系统(MGIS)41.3 数字军营的内容61.3.1 营区管理信息系统81.3.2 数字化办公系统91.3.3 军营一卡通系统111.3.4 营区综合信息网络141.3.5 虚拟营区151.4 选题的背景161.5 课题研究的现状与改进171.6 系统开发方法181.6.1 系统的设计模式
20、181.6.2 系统的开发流程191.7 研究内容与特色201.8 论文组织与章节安排211.9 小结22第2章 系统总体设计232.1 系统设计的基本依据232.1.1 系统设计的基本原则232.1.2 用户需求分析242.1.3 可行性分析262.2 系统结构设计272.3 系统功能设计282.4 系统开发方案302.4.1 开发模式的选择302.4.2 操作平台的选择312.4.3 开发组件的选择332.4.4 开发语言的选择372.4.5 后台数据库的选择382.4.6 数据库引擎的选择382.5 小结40第3章 基础数据的准备与入库413.1 营区基础数据的采集413.2 数据的转换
21、433.3 空间数据库的设计443.3.1 面向对象数据模型443.3.2 系统数据模型和数据组织453.3.3 空间数据库的建立463.4 属性数据库的设计473.5 空间数据库与属性数据库的连接493.6 小结50第4章 系统平时管理部分的设计与实现514.1 系统开发环境的建立514.2 系统界面设计及实现534.3 系统主要功能设计及实现564.3.1 信息录入功能的实现564.3.2 部门查询的实现564.3.3 双向查询功能的实现594.3.4 营区多媒体信息查询的实现624.3.5 营区数据删除备份功能644.4 小结64第5章 系统战时辅助决策部分的研究与设计655.1 战时营
22、区地形分析功能655.1.1 由二维矢量图建立数字高程模型DEM665.1.2 地理分析算法设计715.1.3 功能实现805.2 军事标绘功能815.2.1 军标的分类815.2.2 军事态势标绘的设计与实现825.3 战时营区军事设施选址的研究855.3.1 GIS在选址决策中的研究与应用状况855.3.2 基于营区GIS的模型选址865.3.3 应用实例研究915.4 小结94第6章 总结与展望956.1 研究工作总结956.2 后续工作展望95参考文献97致 谢101第1章 绪论1.1 地理信息系统(GIS)简介1.1.1 GIS的概念地理信息系统(Geographical Infor
23、mation System),简称GIS,是借助计算机软、硬件设备,以处理地理相关数据的收集、存储、管理、查询、分析和辅助决策的信息系统。它在最近30多年内取得了惊人的发展,并广泛地应用于资源调查、环境评估、区域发展规划、公共设施管理、交通安全、军事作战指挥、军事设施管理和军事分析等领域,成为一个跨学科、多方向的研究领域。地理信息系统按其研究范围大小可分为全球的、区域的和局部的三种。按照用途与目的可分为基础信息系统(用于国家和省级空间数据基础设施和各种专业地理信息系统)、资源环境信息系统、城市地理信息系统(包括城市勘察、城市规划等信息系统)、土地信息系统以及其他各种专业地理信息系统1 。 地理
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