彩色三维地形沙盘系统

彩色三维地形沙盘

2011.9

第 1 页 共 20 页

目 录

一、项目提出的背景、意义和必要性 (3)

1．项目提出的背景 (3)

2．项目的意义与必要性 (5)

二、项目相关领域的国内外技术现状及趋势 (8)

三、项目的具体指标 (12)

1．具体指标 (12)

四、项目采取的技术路线 (15)

1.一体化全真地形模型加工系统 (15)

2.喷墨控制系统设计 (15)

第 2 页 共 20 页

一、项目提出的背景、意义和必要性

1．项目提出的背景

理解和熟悉地形是军事指挥的一项重要技能，一直以来军事指挥主要依靠纸质地图进行战略上和战术上的军事决策。随着现代军事技术以及计算机相关技术的迅猛发展，涌现了一大批先进的自动化的军事系统，如机械化战车、无人驾驶侦察机、全球定位系统等。这些装备在大大提升战场技术的改进、装备更新的同时，最终导致了军事指挥、后勤保障、作战训练等各个军事领域的深刻变革。数字化、信息化军队成为了未来军事发展的趋势。如何高效地利用先进的军事装备如无人机获取的侦察资料，及时地从冗杂的信息中提取可供指战员用于临场指挥的有用地形信息成为保障我军在信息化战争中立于不败之地的关键之一。

在未来的高技术战争中，高精度、大威力的武器在战场上将得到大量运用， 作战单位将具有高度的集中性，作战方式将呈现快节奏、全纵深、大范围应急机动的样式。一方面使作战指挥自动化更加易于实现，另一方面也对作战指挥自动化提出了更高的要求。战场战机瞬息万变， 舰载机、导弹等快速远程武器的使用使得海战场指挥必须具有高度的快速反应能力。因此, 对于大纵深机动作战的状态，火力打击及兵力分配都力求有快速、准确的军事地形信息的保障，指挥员必须准确地获取当前的作战态势信息，火力分配、效能信息，才能迅速地做出决策。

随着信息化战争的空间范围日益扩大，大量精确打击武器对于目标与自身的精确定位提出更高的要求。如果说过去对地理信息的认知和利用是“粗放”和“平面”，现在则“精细”和“多维”了。正如美军野战条令所指出，武器的更新、火力的加强、战斗力的立体化决不会使地理环境因素的重要性下降，而恰恰相反，在现代战争中地理因素越来越受到重视。在海湾战争和科索沃战争中，军事测绘在短期内为盟军提供了数千万份战场地理信息资料，对于战争的顺利进行起到了不可估量的作用。而在阿富汗战争中，美军针对战场气象条件复杂、地理环境恶劣的情况，运用了多种装备和手段获取所需要的地形情报。比如，用卫星和无人飞机从空中侦

第 3 页 共 20 页

察、派遣特种部队抵近勘察、利用熟悉地形的当地人作向导，争取俄罗斯、印度、巴基斯坦等国的情报支援等，获取了大量阿富汗境内的交通、地形、洞穴分布等精细地形资料，为在较短时间内取得军事胜利提供了有力的信息支援。

近期出现了以电子沙盘为代表的信息地形显示技术，这项技术作为未来数字化战争中的重要组成部分，代表着数字化战争装备的发展趋势。但是目前这项技术受制于当今三维显示技术的约束，在实战过程中存在很多不便。例如受制于显示装备尺寸的限制，为了观察某些局部细节信息，往往要以牺牲全局信息为代价，造成指挥员无法从全局的角度了解战场信息；同时，由于每个指战员所关注的战场重点不尽相同，电子沙盘对在某一时刻只能对应一个指战员的命令显示某一区域的地形信息，不便于战前多兵种协同指挥作战中多人参与决策；不仅如此，电子地图中视图的平稳过度，高度信息与颜色信息的真实匹配技术还不是很完善，同时由于其操作复杂，需要我军将领进行较长时间培训和适应才能与其长时间培养出的习惯思维相适应，这样容易使指挥员在实战过程中对地形的把握出现偏差，影响实战指挥决断的正确性。

基于上述认识，本项目根据我军信息化建设的发展战略需求及发展趋势，面向战术指挥所需地形信息，结合我军现有相关装备的特点和侦察情报来源，设计了一整套反应迅速（能快速部署）、接口丰富（可兼容各种卫星遥感数据和无人机航拍侦察数据等）的彩色三维地形沙盘，将电子地图仿真数据通过设备进行加工渲染得到“真”三维的实体模型，将战场地形信息按照指战员通过长期训练而培养出的习惯地方式全面地展示给指战员；重点攻克了地形保障系统中涉及到的侦察数据处理与融合、三维地形数据技术及匹配、三维地形数据仿真演示、快速高精度三维地形模型雕刻加工、快速高精度全彩色三维地形模型喷墨、地形保障系统一体化设计等核心技术，实现支持多种侦察数据格式的高精度的彩色三维地形沙盘。

本项目研发出的系统能够增强战场测绘的能力和效率，不断提高战场地理信息的可视化水平，以保证己方的信息优势，突破纸质地图、人工沙盘等传统手段，实现对战场地理环境的真实再现，从而适应信息化战场上指战员关于“敌人在哪里、

第 4 页 共 20 页

友军在哪里、自己在哪里”的战场态势需求，进而保持我军在国际信息化军队建设中的领先地位，为我军在未来的信息化战争中立于不败之地提供有力地支持。 2．项目的意义与必要性

三维地理地形环境信息是综合作战所需信息中必不可少的内容。准确感知作战空间环境是取得作战空间形势感知优势的前提, 而信息优势是获取作战决策优势, 进而实现“主宰机动、精确交战、集中后勤、全面防护”联合作战概念并将其转化为现实能力的先决条件。同时，作战指挥与战场环境具有密切的关系, 指挥流中不仅包含作战方案、命令等基本信息, 更包含数据融合后的战场态势信息。因此, 军事决策过程离不开地理信息的保障。

(1) 快速三维地理信息的广泛应用

在未来的高技术战争中，高精度、大威力的武器在战场上将得到大量运用，作战单位将具有高度的集中性，作战方式将呈现快节奏、全纵深、大范围应急机动的样式。一方面使作战指挥自动化更加易于实现，另一方面也对作战指挥自动化提出了更高的要求。此时，拥有高技术武器装备优势之敌很可能以非线式全纵深立体突击，来夺取和保持战场的主动。战场战机瞬息万变，巡航导弹等快速远程武器的使用使得战场指挥必须具有高度的快速反应能力。因此, 对于大纵深机动作战的状态，火力打击及兵力分配都力求有快速、准确的军事地形信息的保障，指挥员必须准确地获取当前的作战态势信息，火力分配、效能信息, 才能迅速地做出决策。

(2) 协同作战和多维化的广阔战场环境中地理信息的运转时效性

未来的战场将是一个具有快节奏、协同作战和多维化等特点的广阔战场环境,

这种高度自动化和横向一体化的作战指挥系统及各种支援系统必须得到战场空间信息、导航定位信息和全时空、多层次的地理信息保障, 必须得到军事地形信息系统

和军事测绘数据库的全面支撑才能有效运转。主要体现在:

第 5 页 共 20 页