（装甲兵工程学院 北京 100071）1
（68232部队 宁夏 银川 750024）2
（65659部队 辽宁 锦州 121000）3
摘要：文章分析了当前部队官兵在应急处置预案学习与应用中存在的问题及应急处置预案可视化系统研究的必要性，并给出了基于三维地理信息平台进行二次开发的应急处置预案可视化系统实现方案。
关键词：三维地理信息系统 应急处置预案 可视化
一、应急处置预案可视化系统的研究意义
随着部队遂行多样化军事行动任务越来越多，各类反恐维稳、抢险救灾方案越来越多、越来越细，根据不同规模、不同情况分为许多种子方案，而且这些方案主要以文字为主，不形象直观，官兵要熟练掌握主要靠死板背记，主观想像，效果不好，如果能够通过与三维地理信息系统结合，再辅以图、表、音视频说明，将使官兵更容易理解掌握处置方案的内容。
官兵要真正学习掌握应急处置预案内容，需要有许多相关知识作为基础支撑，比如预定任务地域地理环境、各级各职各类人员在军事行动中的职责与分工、携运行标准、协同规范、应急处置流程等，这些内容不掌握，官兵对应急处置预案背记得如何熟练，在战备演练或执行任务中也是不可能做到紧张有序、忙而不乱的。如果有一个三维地理信息系统，同时将与应急处置预案学习相关内容通过录入、标绘、链接等方式成系统地集成在一起，实现一个平台将所有相关内容系统地载入，将给官兵学习应急处置预案、组织应急演练带来极大方便。
当前应急处置预案内容的合理性主要通过应急演练来检验，而基层部队应急演练存在演练环境构设与真实的情况环境相去甚远、人员在演练中多以对场面和过程的主观因素判断方案的合理性，缺乏实际环境的量化认知以及环境对行动部署的影响作用，所以导致应急处置预案的拟制和修订针对性、准确性不够，同时为了使大家熟记方案和流程，只能通过一次次的实际行动演练来加强官兵的学习理解和行为固化。如果将演练流程和行动方案标绘在三绘实景地图中，再加以辅助说明，按照演练进程在三维实景地图上进行演练模拟和方案推演，而且随时可以进行讨论研究，效费比更高。
部队的军事行动具有一个最大的特点就是与机动路线路况、地形地物、气候环境紧密相关，尤其是预定任务区域的地理信息数据对兵力部署、作战行动的选择至关重要。因此，借助三维实景地理信息系统，将机动路线路况、预定任务地域地形地物实景逼真呈现，使图上的坐标、高度、距离、面积可测可量可算，通过标绘功能，将预想情况和任务处置方案标绘于三维实景地图上，显示表达指挥意图、实时态势，仿真模拟攻防效果，可以为指挥员研究定下决心、指挥控制部队提供有力的平台支撑。通过3D建模技术构建模型库，可以在实景地图上进行战场建设规划、三维数字营区，减少了现地勘察设计和人工现地测量测算的时间和财力成本。通过与导航定位器连接，在应急演练或执行军事任务中随时在三维实景中观察自己所处位置和环境。
通过以上分析，应急处置预案可视化系统应具备四个基本功能：一是应急处置预案内容学习功能。通过录入与编辑，将行动计划、作战对象、预定任务地区的情况研究、携运行标准、演练流程、民社情等相关情况以文字、图表、音视频的形式在三维地理信息平台中集成显示；二是行动方案模拟推演功能。根据处置预案和演练流程，将应急处置预案按进程转绘到三维地理信息系统平台中，通过三维实景地图上分析各种地理信息环境，通过操作队标，实现军事行动的模拟推演；三是图上设计规划功能。通过导入军事模型，在三维实景地图中对战场建设、工事构筑、营区规划等进行设计，减少现地测量、手工绘制等不必要的麻烦；四是导航定位功能。与导航定位模块连接，实现车辆装备的位置和轨迹信息实时在三维实景地图中显示。
以上功能的实现，体现在系统具体操作上，主要是要实现以下6个方面：
1. 三维地理信息查询与显示
（1）能够对选定地域的地形、地貌、地物三维立体多视角实景呈现；
（2）能够快速定位并显示全国村镇以上地点的三维实景图；
（3）能够查看任意一点的地理坐标、高程；
（4）能够进行多种坐标值转换；
（5）能够计算目标的长度、面积、高度。
2. 图上标绘
（1）能够导入标号模型库，用户可以在三维实景地图上进行各种标绘；
（2）支持3D模型的构建、导入和导出。
3. 辅助说明
（1）能够在三维地图上添加、编辑图片、音视频、文档等内容，起到辅助说明作用；
（2）能够通过添加链接调用其它应用程序和网页；
（3）具备数据录入、编辑、存储、共享功能；
（4）具有保存和打印视图功能，能够对视窗内的视图以JPG、PNG等常用图片格式保存到硬盘，并可直接打印当前视图[7]；
4. 模拟推演
利用图上标绘功能和视频录制与回放功能，通过操作三维队标实现三维地图上的作战进程模拟推演，推演过程支持存储和回放。
5.导航定位
（1）能够与北斗、GPS、格罗那斯、伽俐略等多模定位模块连接，实现三维实景地图上的导航与定位功能；
（2）能够显示目标的姿态、位置等状态信息。
6.安全保密
能够对战备数据进行导入和导出，将地理信息平台与战备数据分开存储。
二、应急处置预案可视化系统的结构设计
应急处置预案可视化系统应包含数据层、服务层和应用层，系统构成如图1所示。
应急处置预案可视化系统数据层：包括基础地图数据库，主要是为用户提供地理数据信息；模型与符号库，也就是工具数据库，为用户在三维实景地图上进行标绘提供数据支撑；应急处置方案数据库，是应急处置预案可视化系统的主要内容，提前将应急处置预案相关内容录入存储，用户可以进行补充、调阅、修改等操作。
应急处置预案可视化系统服务层：即三维地理信息系统平台，与数据库进行数据交互，为用户提供可视化窗口操作。
应急处置预案可视化应用层：为用户提供地理信息和战备资源数据的查询与显示、数据的输入与导出、图上标绘、图上量算、定位导航、模拟推演、辅助说明、打印视图等功能。
图1 系统结构图
三、应急处置预案可视化系统的实现途径
三维地理信息系统的选择与开发是应急处置预案可视化系统实现的平台基础，地图与地理信息数据的获取与调用是应急处置预案可视化系统的数据支撑，三维模型构建、图上标绘与辅助说明、导航与定位、应急处置预案数据的输入与管理是最基本的军事服务应用功能。成熟的地理信息系统本身就具有输入与输出、查询、图上标绘、图上量算、辅助说明等功能，因此，要实现应急处置预案可视化系统，关键是要解决好三维地理信息平台构建、三维地理数据获取、三维标绘所需要的模型和符号制作等问题。
1.三维地理信息平台的实现
当前，Google Earth、World Wind、Skyline Globe、EV-Globe、GeoGlobe、IMAGIS、CityMaker等国内外优秀的三维地理信息系统的成熟应用和发展，为战备方案可视化系统的三维地理信息平台实现提供的多种选择，通过对现有地理信息系统的二次开发，可以缩短开发进程，节省时间和精力。
2.三维地理数据的获取
随着航空航天照相摄影技术的快速发展，人们对空间地理信息数据的需求、采集、处理、分享越来越频繁，三维数据源越来越多、精度越来越高，同时，随着Google Maps、Bing Maps、BaiduMaps、高德地图等应用的普及，给我们提供了实时获取大量存留数据的机会，这些都为我们战备方案相关内容可视化化显示提供了有力的数据支撑。
3.三维模型的生成
AutoCAD, 3ds Max, Maya, SketchUp等三维建模软件功能强大、易学易用，为实现虚拟的武器装备、战场工事、军事设施、道路、桥梁、建筑物等逼真模型提供了制作工具。
4.功能拓展的可行性
Google Earth等三维地理信息系统都具有二次开发接口，为战备方案可视化系统功能拓展提供了支持。
综上所述，通过编程接口和通用软件工具对现有三维地理信息系统进行二次开发，使应急处置预案可视化系统的设计与实现完全可行。
论文作者:王勇,权良涛,姜大华
论文发表刊物:《科技中国》2016年12期
论文发表时间:2017/3/16
标签：预案论文; 实景论文; 图上论文; 系统论文; 数据论文; 地理信息论文; 方案论文; 《科技中国》2016年12期论文;