基于GIS的通信指揮網(wǎng)上訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘 要:針對(duì)執(zhí)勤、處突或處理重大突發(fā)事件時(shí)通信人員容易出現(xiàn)被動(dòng)、手忙腳亂等實(shí)際情況，提出一種基于GIS下的通信指揮網(wǎng)上訓(xùn)練系統(tǒng)的建設(shè)設(shè)計(jì)思想。提出采取以組件的形式直接將GIS功能控件MapX嵌入其中，在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)軍事標(biāo)圖的功能，給訓(xùn)練人員以直觀(guān)的印象。在實(shí)現(xiàn)地理信息系統(tǒng)各類(lèi)功能的同時(shí)，也為其他作戰(zhàn)指揮人員提供了一個(gè)學(xué)習(xí)、查閱、訓(xùn)練的環(huán)境。關(guān)鍵詞:GIS; MapX;訓(xùn)練系統(tǒng); 軍事標(biāo)圖功能

中圖分類(lèi)號(hào):TN919-34文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1004-373X(2010)22-0145-03

Design of Communication Command On-line Training System Based on GIS

FAN Liu-qing1，2，F(xiàn)AN Liu3

(1.Post-graduate Management Team，Engineering College of APF， Xi’an 710086， China;

2.Training Department， Shijiazhuang Command College of APF， Shijiazhuang 050061， China;

3.Militar Theory Research Institute，Command College of APF， Tianjin 300250， China)

Abstract: The design idea of communication command on-line trainning system based on GIS is introduced. The MapX which is the component of GIS is embedded in the design，in order to realize the function of military plotting in the system. During realizing the function of GIS， an environment of study， consult and training for other commanders is provided.The design of the simulation training subsystem is narrated in detail， and the function of MapX is introduced.Keywords: GIS; MapX; traning system; function of military plotting

0 引 言

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代訓(xùn)練模擬技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并在世界各國(guó)部隊(duì)中得到普遍運(yùn)用，以加強(qiáng)作戰(zhàn)人員的訓(xùn)練。德國(guó)陸軍已經(jīng)開(kāi)發(fā)了“阿爾馬克”作戰(zhàn)訓(xùn)練中心，美國(guó)研制的近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練模擬器已經(jīng)被其裝甲部隊(duì)采用并進(jìn)行訓(xùn)練，英國(guó)皇家海軍聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)是世界上目前惟一最大的訓(xùn)練系統(tǒng)，我軍的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)也有了一定的發(fā)展。日前，北京軍區(qū)某通信總站運(yùn)用自主開(kāi)發(fā)的通信訓(xùn)練模擬系統(tǒng)對(duì)新戰(zhàn)士進(jìn)行崗前培訓(xùn)，使崗前訓(xùn)練周期縮短了4個(gè)月。目前各種類(lèi)型的訓(xùn)練系統(tǒng)層出不窮，但大多都建立在C/S模式下，并且不能由GIS平臺(tái)支持，不能利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)高效地實(shí)現(xiàn)輔助指揮，加上由于C/S模式自身的局限性，導(dǎo)致系統(tǒng)的推廣應(yīng)用受到了很大程度的限制。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，尤其是.NET技術(shù)的飛速發(fā)展，使得實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)已成為可能，也為系統(tǒng)的集成和二次開(kāi)發(fā)提供了一個(gè)平臺(tái)。為了滿(mǎn)足通信指揮訓(xùn)練的實(shí)際需要和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用進(jìn)一步發(fā)展的要求，在此提出了一種B/S模式下基于GIS的通信指揮網(wǎng)上訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

1 GIS及其控件簡(jiǎn)介

地理信息系統(tǒng)(geographic information system，GIS)是整個(gè)地球或部分區(qū)域的資源環(huán)境在計(jì)算機(jī)中的縮影，是反映人們賴(lài)以生存的現(xiàn)實(shí)世界的現(xiàn)狀與變遷的各類(lèi)空間數(shù)據(jù)及描述這些空間數(shù)據(jù)特征的屬性，是在計(jì)算機(jī)軟件和硬件的支持下，以一定的格式輸入、存儲(chǔ)、檢索、顯示和綜合分析應(yīng)用的技術(shù)系統(tǒng)[1]。

GIS的基本功能包括空間數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與組織、空間查詢(xún)與分析、圖形與交互顯示等。

MapX是基于A(yíng)ctiveX技術(shù)的可編程組件，是在MapInfo公司為Microsoft Office開(kāi)發(fā)的可視化地圖組件DataMap的基礎(chǔ)上推出的。它提供了真正的對(duì)象聯(lián)接與嵌入控件，能夠同標(biāo)準(zhǔn)的編程語(yǔ)言，如delphi，VB，VC++等結(jié)合進(jìn)行開(kāi)發(fā)[2-3]。MapX具有如下特點(diǎn):

(1) 按圖層組織計(jì)算機(jī)地圖，可以與數(shù)據(jù)庫(kù)中的圖表實(shí)現(xiàn)真正的交融。

(2) 使用的圖層為矢量圖層，可以進(jìn)行無(wú)限的放大或縮小。

(3) 采用組件技術(shù)，縮短程序開(kāi)發(fā)周期。MapX可以脫離MapInfo平臺(tái)運(yùn)行，并且提供了一個(gè)流線(xiàn)化的對(duì)象模型，大量的方法和事件，高效的屬性頁(yè)和默認(rèn)值，以及其他向?qū)В源藖?lái)幫助簡(jiǎn)化應(yīng)用開(kāi)發(fā)[4]。

該系統(tǒng)利用VC++編譯器進(jìn)行編程，在整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，根據(jù)具體功能要求，采用了基于組件技術(shù)的二次開(kāi)發(fā)，在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，二次開(kāi)發(fā)主要是通過(guò)與MapX控件的集成，將電子地圖功能嵌入到本系統(tǒng)中。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 總體設(shè)計(jì)

“通信指揮網(wǎng)上訓(xùn)練系統(tǒng)”是以總隊(duì)指揮自動(dòng)化信息網(wǎng)為平臺(tái)，為各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)提供相關(guān)通信信息及通信人員訓(xùn)練服務(wù)而建立的通信訓(xùn)練平臺(tái)。系統(tǒng)包含了人員、信息管理、模擬訓(xùn)練、指揮輔助決策、信息綜合網(wǎng)絡(luò)發(fā)布等子系統(tǒng)。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖如圖1所示。其中，模擬訓(xùn)練子系統(tǒng)為核心部分，采用VC++與MapX相結(jié)合進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，內(nèi)容主要包括軍事標(biāo)圖、訓(xùn)練指定想定作業(yè)、創(chuàng)建新的想定作業(yè)、數(shù)據(jù)庫(kù)操作等幾大部分。在此重點(diǎn)對(duì)這一子系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。

圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖

2.2 主要功能模塊設(shè)計(jì)

2.2.1 用戶(hù)信息管理模塊

負(fù)責(zé)用戶(hù)權(quán)限管理、用戶(hù)信息管理等業(yè)務(wù)。系統(tǒng)權(quán)限層次劃分為參謀、高級(jí)參謀、專(zhuān)家、系統(tǒng)管理員[4]。

(1) 參謀。為權(quán)限最低用戶(hù)，也是該系統(tǒng)的主要服務(wù)對(duì)象，通信人員均可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)成為參謀，以用戶(hù)名和警官證號(hào)雙重登陸后進(jìn)行個(gè)人信息修改、資料檢索、學(xué)習(xí)案例、訓(xùn)練等。只可以查看自身信息。

(2) 高級(jí)參謀。通信部門(mén)的領(lǐng)導(dǎo)登陸可以申請(qǐng)成為高級(jí)參謀，登陸后在進(jìn)行學(xué)習(xí)、訓(xùn)練的同時(shí)，還可以查看各參謀的信息，并對(duì)各參謀的訓(xùn)練效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

(3) 專(zhuān)家。由系統(tǒng)管理員任命生效，一名專(zhuān)家可以參與多個(gè)參謀和高級(jí)參謀的指揮訓(xùn)練任務(wù)，專(zhuān)家的權(quán)限在于給所負(fù)責(zé)參謀的訓(xùn)練進(jìn)行評(píng)判。

(4) 系統(tǒng)管理員。為系統(tǒng)最高權(quán)限用戶(hù)，負(fù)責(zé)高級(jí)參謀和專(zhuān)家的任命工作，以及數(shù)據(jù)庫(kù)的全面維護(hù)管理。同時(shí)可以根據(jù)需要對(duì)各用戶(hù)權(quán)限進(jìn)行進(jìn)一步劃分。

2.2.2 軍事標(biāo)圖模塊

由于軍用地圖的繪制要求精度高，保密級(jí)別高，不允許未經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)的單位和個(gè)人擅自制作軍用地圖。因此，對(duì)軍用電子地圖大都是進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，以滿(mǎn)足訓(xùn)練和作戰(zhàn)等需要。

該模塊負(fù)責(zé)作戰(zhàn)區(qū)域和行動(dòng)路線(xiàn)的軍事標(biāo)圖，標(biāo)圖的目的是把信息用可視化的形式在地圖上顯示出來(lái)，以方便從地圖上觀(guān)測(cè)各種數(shù)據(jù)[6]，結(jié)合所選擇的通信裝備進(jìn)行數(shù)字化標(biāo)圖，給作戰(zhàn)人員一種直觀(guān)的印象。在標(biāo)圖的過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)部分的放大或縮小，實(shí)現(xiàn)通信指揮訓(xùn)練過(guò)程中圖上基本作業(yè)功能，以達(dá)到提高受訓(xùn)人員識(shí)圖用圖能力的目的。

MapX在VC++中實(shí)現(xiàn)標(biāo)圖主要包括電子地圖功能的嵌入以及根據(jù)實(shí)際需要完成的各項(xiàng)應(yīng)用功能[7]。

(1) Project>Ad To Project>Files，選擇MapX.cpp和MapX.h(即將MapX支持類(lèi)庫(kù)加入工程文件)。這2個(gè)文件包含用于對(duì)MapX控件進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)的類(lèi)定義和方法實(shí)現(xiàn)。

(2) 定義一個(gè)CmapX對(duì)象:

Class CMonitor View:public CView

{

…

Protected:

CMapX m_ctrlMapX;

…

}

(3) 聲明一個(gè)常量:

View>Resource Symbols>New>name為IDC_MAP

(4) 對(duì)象實(shí)例的創(chuàng)建。

將(1)中兩文件加入工程后，用視圖類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)聲明全局變量，并在響應(yīng)WM_CREATE消息的OnCreate()函數(shù)創(chuàng)建地圖對(duì)象，代碼如下[8]:

CMapX m_MapX;

m_MapX.Create(NULL，WS_VISIBLE，CRect(0，0，300，300)，this，IDC_MAP);

(5) 圖形工具。包含實(shí)現(xiàn)圖形的移動(dòng)、放大、縮小、居中和地圖的編輯等功能，只需設(shè)定MapX對(duì)象的CurrentTool屬性即可，具體可調(diào)用以下函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

m_ctrlMapX.SetCurrentTool(miZoomInTool);//放大工具

m_ctrlMapX.SetCurrentTool(miAddPointTool);//添加點(diǎn)圖元

2.2.3 專(zhuān)家評(píng)判模塊

在對(duì)通信指揮人員的訓(xùn)練結(jié)果進(jìn)行評(píng)分時(shí)還要負(fù)責(zé)對(duì)其長(zhǎng)期訓(xùn)練效果做出客觀(guān)評(píng)價(jià)。對(duì)于指定想定模塊的訓(xùn)練由系統(tǒng)本身設(shè)定的正確答案對(duì)訓(xùn)練人員進(jìn)行評(píng)分，對(duì)于新的想定模塊的訓(xùn)練由網(wǎng)上的專(zhuān)家進(jìn)行評(píng)判。

3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)在一個(gè)系統(tǒng)中占有非常重要的地位，數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞將直接對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的效率以及實(shí)現(xiàn)的效果產(chǎn)生影響。合理的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的效率，保證數(shù)據(jù)的完整和一致。同時(shí)合理的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)也將有利于程序的實(shí)現(xiàn)[9]。本系統(tǒng)采用SQL Server 2005作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。如何實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪(fǎng)問(wèn)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重中之重。本系統(tǒng)采用ADO數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)置操作和實(shí)時(shí)訪(fǎng)問(wèn)。由于在默認(rèn)的情況下，VC++不支持ADO對(duì)象，所以在通過(guò)ADO對(duì)象訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)需要將ADO庫(kù)文件導(dǎo)入到工程中。導(dǎo)入代碼為:#import\"c:\\Program Files\\\\Common Files\\\\System\\\\ado\\\\msado15.dll\"no_namespace rename(\"EOF\"，\"adoEOF\")rename(\"BOF\"\"adoBOF\")[10]。

4 結(jié) 語(yǔ)

在此從基于B/S結(jié)構(gòu)的Web技術(shù)研究出發(fā)，完成了通信指揮訓(xùn)練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。采用B/S模式避免了客戶(hù)端復(fù)雜的開(kāi)發(fā)過(guò)程，提高了系統(tǒng)的整體開(kāi)發(fā)效率，系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性好。根據(jù)實(shí)際情況，采用了基于GIS的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，不僅滿(mǎn)足了通信人員日常的基本訓(xùn)練需求，還為處突、反恐、執(zhí)行重大軍事任務(wù)提供了一個(gè)經(jīng)驗(yàn)平臺(tái)。

該設(shè)計(jì)采用了B/S模式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的C/S模式，提高了系統(tǒng)的整體性能和開(kāi)發(fā)效率;在Visual C++等編程工具開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序中，以組件的形式直接將GIS功能控件MapX嵌入其中，實(shí)現(xiàn)了地理信息系統(tǒng)的各類(lèi)功能。

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