电子沙盘浅析

科技论 坛
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电子 沙盘浅析 ， 一
董 博 韩 志 军
Hale Waihona Puke （ 装 甲兵学院参谋 系作战 实验 中心 ， 安徽 蚌埠 ２ ３ ３ ０ ０ ０ ）
摘 要： 简要 阐述 了电子 沙盘 的概念与特点 ， 分析 了与传统沙盘相 比具备的优势 ， 最后展望 了其发展趋势。 关键 词 ： 电子沙盘 ； 动 态展示 ； 交互 推演。这种应用以军事领域的红蓝对抗推演最为典型。 电子沙盘可以方便地标注和展现军事作战态势信息 ，包括作战单 山谷， 指画形势” 到现代军事沙盘 ， 沙盘在作战训练中都发挥着重要的 元 、 装备 、 阵地等部署信息， 以及与作战相关 的其他军事民用设施 的信 作用 。 随着电子信息技术的发展 ， 声、 光、 电等展现手段逐渐应用到沙盘 息。作战态势既可以以单位模型表示 ， 也可以以军事标号表示 ， 将作战 上， 出现了电子沙盘。电子沙盘基于计算机屏幕展现的沙盘， 是以传统 决心直接展现在三维地形上， 便于指挥员更周全地考虑作战计划 ， 制定 沙盘制作理论为依据 ， 以地 图数据库数据（ 主要是 Ｄ Ｅ Ｍ 即数字高程模 作战方案。作 战态势的展现同样具有直观陛、 准确性 、 科学性和方便性 型１ 为基础 ， 结合现代先进的ｉ － Ｖ Ｊ ＇ ｇ ｔ ｄ Ｌ 图形 图像技术， 自动生成的形象逼真 等特点。 作战态势是对兵力或者工事的配置。 展现态势主要是展现不同 的地形立饰 垂 视图。 类型的对象的以地理坐标为主的基本属性。当态势在不停的变化时， 通 实现态势的动态展示功能。 １ ． ２电子沙盘的特点和优势。 电子沙盘的制作 ， 借助计算机完成 ， 重 过对位置坐标的动态更改， 复利用率高 ， 经济效益高。 电子沙盘可以通过多媒体、 动画来展示 ， 既能 基于电子沙盘的作战方案的推演与传统沙盘推演相 比，连续性大 实现传统沙盘 的直观性 ， 又能实现传统沙盘不能实现的丰富展现效果 ， 大增强。 由于传统沙盘的态势摆设需要一定的时间， 摆设的时间破坏了 既可 以在传统展板上进行创新 ， 又可以完全基于计算机高新技术开发， 推演的连续 陛和前后时序性 。而电子沙盘的态势可以按下—个键改变 集声 、 光、 电、 互动项 目、 三维动画、 影视等现代视觉效果之大成 ， 结合趣 个态势 ， 因此不会打断指挥员训练的节奏。正是电子沙盘的连续性 ， 味 陛、 互动性与科学性， 实现与用户的全方位互动 。 使得电子沙盘推演双方的训练节奏加快 ， 双方交互更为明显 ， 因此 比传 ２电子沙盘的应用 统沙盘更符合实际的战斗行为。 ２ ． １ 地理信息的直观显示。 电 子沙盘可以 像传统沙盘—样直观的展 ３ 电子 沙盘 的发展 趋势 现一定区域的地形 、 地貌 、 地物等信息 ， 能够做到 比传统 的沙质沙盘或 ３ ． １向多维信息融合方向发展。 由于近年来硬件技术和显示技术的 泡沫沙盘更为直观的表现 目标区域的地理要素。这种功能主要应用在 飞速发展显示技术和的交互技术都有质的飞跃。这些进步完全可以使 规划 、 房地产等领域和行业 。 用在电子沙盘的开发和实时交互是指通过人机对话方式渗 数修改等） ， 实时满足用户视觉效果显示场景。 实时生成 电子沙盘 根据不同的应用需求 ， 电 子沙盘可 以 展示高程 、 植被等地表信息， 根据用户的需要 ， 也可 以强化显示建筑、 河流等用户关注的地物。 使用者可以在不移动自 对计算机要求很高，以往动态效果只有在工作站上才能实现显示随着 己位置的前提下， 从空间不 同的位置向不同的方 向观察战场的地形。 电 各种图形加速卡的出现，微机图形处理的速度已接近甚至超过一些工 子沙盘可以设定为固定 比例尺的， 也可以做成不固定的， 指挥员可以根 作站 ， 并且在价格上远远低于工作站。这种硬件上的进步， 使得在个人 据作战需要查看显示区域全局的小比例尺地形，也可以查看某一具体 微机 匕 实现电子沙盘的动画显示成为可能 ，也增强了交互式电子沙盘 高地 的大 比例尺细节。 研制 、 使用的活力 。交互式电子沙盘在显示速度 、 灵活度上都有极大的 直观 ｆ 生的背后 ， 是 电子沙盘的精确性 ， 沙盘上的地形和地物的显示 提高 ， 在作战行军模型中也有着很好的使用效能。同时也提高了电子沙 都是基于准确数据的。地形的起伏 、 植被覆盖 、 坐标： 高程、 距离 、 地形高 盘在现代高技术条件下军事作战的作用。 度等地理位置 信息， 都是精确表达的。通过空 间数据的分层表示， 可以 ３ ． ２向辅助决策型方 向发展。电子沙盘的发展源于军事作战的需 将地形数据抽象为不 同类型的数据层 ， 如地形层 、 地貌层 、 地物层、 注记 要 ， 同时又为军事行动服务。 地形信息在三维地形模型中的分析、 查询 、 层等等。 电子沙盘可以方便的进行多精度的地形地貌显示 ， 实时的进行 统计等对于军事行动尤为重要。通过对电子沙盘进行地形分析进而作 动态 交互 。 出当前地形对军事行动影响的判断， 以供指挥作战人员参考。当电子沙 数据的准确性和科学性 ， 进一步带来了沙盘使用的便捷性。 决策者 盘能对军事作战行动具有一定的辅助决策功能时 ，电子沙盘在军事行 可以在沙盘上方便地进行各种的自动功能计算 ，而不需要像在地图或 动 中的作用则能得到更有效的发挥。 者传统沙盘上一样进行手工的测量和计算 。比如可以测量距离、 坡角、 ３ ． ３向虚拟现实的方 向发展。随着电子沙盘理论的发展 ， 电子沙盘 面积 、 通视等 息， 极大地提高了决策者和设计人员工作效率。 制作的实践 ， 计算机动画技术的进步 ， 三维地形动态模拟已不再是一个 ２ ． ２与 目 标环境的动态交互。利用计算机输入设备 ， 用户可以和电 难 以解决的课题。当今发展迅速 的计算机动画图形图像技术提供了一 子沙盘进行多维动态交互。这种功能主要应用在规划 、 教育、 军事等领 个制作动态电子沙盘的工具。 再加上立体观测工具 ， 制作具有生理视觉 域和 行业 。 立体 电子沙盘 已不再很 困难 。将 电子沙盘理论与虚拟现实 （ Ｖ ｉ ａ ｕ Ｍ 用户可以用手与电子沙盘 匕 展现的物体进行直接的交互。比如在 Ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ） 技术相结合 ， 在电子地图学发展寻找新 的生长点一 虚拟现实将 城市规划中， 规划者可以在沙盘上直接更改规划方案 ， 修改某个建筑的 使地图学走入新的发展阶段。 将地图学与虚拟现实技术结合， 纳入现代 位置 、 方向， 通过 电子沙盘展现出来 的效果对各个不 同的规划方案进行 军事测绘保障是 乎规律的发展。 可以说。 虚拟现实技术将是影响 评估。 在军事电子沙盘中， 指挥员可以将不同的作战方案和作战计划配 之 一。 置在 电子沙盘上 ， 方便地调整作战单位 、 装备 、 工事等的位置、 数量等信 电子沙盘是传统的沙盘与信 息技术相结合的产物 ，其在表现的丰 息，既可以展现评估作战方案，也可以随着战斗进程不断更新当前态 富性、交互的便捷Ｉ 生和信息的准确等方面都具有传统沙盘不具备的优 势。 势， 因此在军事和民用诸多领域有着广泛的应用。 分析了电子沙盘的特 教育类电子沙盘还可 以通过交互训练意念 ， 思维和心理 。 用户在沙 点和优势 ， 预测了电子沙盘未来的发展方 向， 为电子沙盘的应用提供了 盘的 自由空间里充分发挥想象 ， 以此训练用户的思维能力 ， 疏导用户心 ＿定的参考。 理。电子沙盘还可以促进人际交往， ￣￣ Ｊ ｔ ｌ 团队精神、 凝聚团队向心力 、 创 参考 文献 造健康团队文化 。 【 １ ］ 杜建丽． 电子沙盘制作方法的研究 ． 西安： 西安科技 大学， ２ ０ ０ ９ ． Ｚ ３复杂事件的过程推演。电子沙盘的动态性特 ， 使得它能够方 Ｉ 树人 ， 张茂军， 程钢等． 增强现实电子沙盘及关键技术研究 系统仿 便地支持沙盘信息的实时改变，因此非常适合进行作复杂事件的动态 真 学报 ， ２ ０ ０ ７ （ ２ ０ ） ： ４ ７ ２ ７ — ４ ７ ３ ｆ