基于SEDRIS的战场态势信息描述

2014-10-15涂乐德仇建伟王家润

计算机与现代化 2014年1期

涂乐德，仇建伟，王家润

(华北计算技术研究所地理信息与图形图像技术研发中心，北京 100083)

0 引言

现代化的作战是信息化的作战。战场信息的可视化让军事指挥人员方便快捷地获得信息，迅速反应，把握战机;战场信息的全面性和完整性，能让指挥人员正确地判断局势，作出恰当的决定。军队标号是目前作战指挥系统中表达战场态势信息最常用的手段，利用标号图形的特征表达态势信息，其优势是直接简洁、一目了然，缺点是图形特征表达的态势信息有时过于抽象简单，也不方便存储管理。

对军队标号图形特征所包含的战场态势信息的信息要素进行整理、归纳和划分，实现态势信息的初步系统化表达，能方便对战场态势信息的存储、管理、传输和使用，为战场态势信息的可视化提供进一步的技术支持。SEDRIS是一个综合环境数据模型，利用该模型描述军队标号所表达的态势信息的信息要素，能完整可靠无歧义地描述战场态势信息。

本文先说明SEDRIS标准规范的核心技术，然后介绍战场态势信息表达的手段——军队标号系统，再归纳划分标号中态势信息表达的信息要素，建立描述模型，利用SEDRIS对模型进行表达，最后通过示例说明其使用方法。

1 综合环境数据表示与交换规范SEDRIS

综合环境数据表示与交换规范(Synthetic Environment Data Representation and Interchange Specification，SEDRIS)是1994年由美国国防部仿真与建模办公室(DMSO)发起的通用环境数据表示和交换规范，通过使用统一的表达模型、标准的访问接口和高效的交换机制，可以跨越多个环境领域，完整可靠地描述环境数据元素及环境相关的数据元素之间的关系，支持异构系统中环境数据库中环境数据的重用、交换和共享。

SEDRIS核心技术部分包含:数据表示模型(Data Representation Mode，DRM)、数据编码规范(SEDRIS Data Coding Standard，EDCS)、空间参考模型(Spatial Reference Mode，SRM)、应用编程接口(Application Programmer Interface，API)和传输格式(SEDRIS Transmittal Format，STF)。

(1)DRM是SEDRIS的核心部分，通过软件工程技术，提供通用的环境数据表示方法，能清晰、无歧义地描述环境数据、数据属性及数据间的关系。DRM中最基本的概念是类，采用面向对象的思想，通过继承、聚合和关联，描述数据之间的逻辑关系和关联性，同时完整地描述了数据的语法和结构语义。DRM中的类按照功能分成2类:结构组织类和基本元素类;结构组织类描述允许包含的组织结构及类间关系，表示数据元素间的逻辑关系，构成模型框架;基本元素类描述数据基本元素及其属性，比如时间、颜色、坐标位置等。

(2)EDCS提供灵活、清晰的定义环境数据的概念意义的方法;EDCS包括一系列的词典(如分类词典、状态属性词典、量度单位词典)，词典的每个词条说明基本的一个概念:事物分类、状态属性、量度单位等(如树、高度、米)。EDCS相当于DRM的概念词典，为DRM表示的数据标明概念含义;而DRM则相当于数据模型表达的语法，将数据元素按照一定的规则组织起来。

(3)SRM提供了多种不同空间坐标系下空间位置信息的描述方法，把通用的坐标系统集成在一个统一框架中，将不同的空间位置表示准确地关联在一起，保证地球模型的空间参考结构和坐标系统的一致，并由SRM算法实现精确高效的坐标转换方法。

(4)API封装了存储、访问、编辑和管理数据的功能，定义了底层数据结构和用户之间的标准接口。

(5)STF规定一个和平台无关的数据存储规格，实现跨平台的交换。

2 军队标号系统

军队标号是指挥作战系统中战场态势信息表达的常用图形工具，用于表现部队作战指挥、作战模拟和其它相关军事活动，它以图形的形式将与作战相关的各种军事信息直观明了地表达出来。根据敌我双方军事情况，将军队标号标记在含有地形信息的载体上，形成表示敌我双方的作战部署、战斗队形、首长决定、部队武器装备等一系列与军事活动相关的战场态势信息图。

2.1 军队标号的分类

标号在图上的标示的位置，能够反映相关军事情况的真实位置，根据其含义，分为点标、线标和面标3类。点标指示对象或事件的位置点，没有区域大小概念;线标指示空间里的一条具有长度的线型，没有线宽意义;面标由其轮廓面积的大小表示实际区域的范围。

2.2 军队标号的要素属性

军队标号的表示主要通过属性，军队标号的属性分为2类，一类是标号表征的战场态势信息的信息要素属性，描述客观世界的实体、行动等战场态势信息，如目标身份势力(敌、我、友及中立)、情报虚实状态、兵种、武器、级别、数量、时间、编号等;另一类是描述标号自身所需的属性，包括存储必需的标号系统相关属性和标号绘制辅助属性。标号系统相关属性说明标号名字、标号规范序号等信息;标号标绘辅助属性包含标号绘制的控制信息，如控制点集信息等。

根据属性是否为所有标号所共有，标号属性分为公共属性和特定标号相关的信息要素属性;公共属性包括标号系统相关属性、标号绘制辅助属性和标号公共信息要素属性，如表1所示;特定标号的信息要素属性分为装备人员设施和阵地行动2个大类，如表2所示。

一个标号所能包含的特定标号的信息要素属性集应是预先明确定义的，但实际应用时可能只是包含定义中的几项;每个标号的属性集定义一定包含公共属性表中的属性，且包含特定信息要素属性表中的部分属性，如装备类标号的属性集定义有型号参数属性，但没有级别单位属性，更不会有行动时间属性。

3 战场态势信息的SEDRIS表示

基于SEDRIS描述战场态势信息，即利用SEDRIS中DRM类对象和EDCS词典来定义和表达军队标号的要素属性，主要包括前面所述的战场态势信息要素属性和标号自身描述属性。

3.1 EDCS词典的扩充

要表达军队标号的上述属性，需对EDCS词典扩充少量的应用词典条目。其中涉及的词典包括:

在EC词典中添加词典条目ECC_WARFIGHTING_SYMBOLOGY、ECC_SITUATION_MAP_LAYER和ECC_SITUATION_MAP，分别表示标号、态势图层和态势图;在EA词典中将表1和表2中的EA词典词条编码添加为词典条目;在EG词典的词典条目MILITARY_SCIENCE组中相应地添加上述对应的EDCS Classifications组成员和对应的EDCS Attributes组成员。

表1 标号的公共属性

表2 标号的特定信息属性

3.2 标号的SEDRIS表示模型

在态势信息图的SEDRIS表示中，用DRM类＜Union of Features＞表示态势信息图和态势信息图层，其包含的＜Classifciation Data＞编码分别为 ECC_SITUATION_MAP和ECC_SITUATION_MAP_LAYER。采用DRM类＜Point Feature＞、＜Linear Feature＞和＜Areal Feature＞对象分别表示点标、线标和面标，在每个对象下聚合一个＜Classification Data＞类对象和多个＜Property Value＞类对象。＜Classification Data＞表示类别为军队标号，即 ECC_WARFIGHTING_SYMBOLOGY;每个＜Property Value＞类对象表示该标号的一条属性，多个＜Property Value＞表达标号的多条属性，包括战场信息属性、标号系统相关属性和标号绘制辅助属性。态势信息的SEDRIS表示模型如图1所示。