仇建偉，王 川，程向力

(中國電子科技集團(tuán)公司第15研究所，北京 100083)

0 引言

共用態(tài)勢圖(COP)簡稱態(tài)勢圖，是軍事指揮部門了解戰(zhàn)場態(tài)勢的主要手段，是廣泛的戰(zhàn)場態(tài)勢感知系統(tǒng)、服務(wù)和應(yīng)用的一個關(guān)鍵部分，是服務(wù)于決策制定的共用戰(zhàn)場態(tài)勢信息倉庫，能更快、更好地引導(dǎo)同步規(guī)劃和執(zhí)行決策。類似商業(yè)和工業(yè)部門的許多信息管理系統(tǒng)，當(dāng)前的態(tài)勢圖建立在管理數(shù)據(jù)資產(chǎn)的觀點上，即獲取信息并且放置在容易訪問的信息中心。其結(jié)果是當(dāng)前的態(tài)勢圖變成了一個存放龐大戰(zhàn)場信息的“數(shù)據(jù)倉庫”，其中大量的信息缺乏有效組織，難于搜索和利用，與指揮決策的相關(guān)性較低。為了克服這些不足，新型的態(tài)勢圖必須建立在清晰地理解軍事指揮組織內(nèi)的認(rèn)知過程的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)把有用的信息轉(zhuǎn)換成及時和聚焦的行動中。文獻(xiàn)［1］中基于信息管理、感知、知識創(chuàng)建和決策的過程模型和概念提出了新型COP所需的特定功能，其關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域涉及靈活的知識編碼和管理、協(xié)同的感知、多視角的知識創(chuàng)建、多層次決策的信息體系結(jié)構(gòu)和管理工具。當(dāng)前的COP設(shè)計反映了一種歸納式的推理過程，能較好地處理戰(zhàn)術(shù)級決策制定。未來的COP設(shè)計必須解決怎樣動態(tài)地采集和根據(jù)情況組織信息，使之成為對指揮員決策過程更實用的信息和態(tài)勢管理方法，因此未來的COP設(shè)計將既是“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的也是“概念驅(qū)動”的，同時也必須考慮逐漸增長的軍事行動復(fù)雜性和多類型用戶的存在，另外支持COP的信息技術(shù)必須考慮影響軍事指揮運作的關(guān)鍵認(rèn)知和群體因素。

下面從未來態(tài)勢圖應(yīng)用背景和需求、服務(wù)和能力體系結(jié)構(gòu)、態(tài)勢圖數(shù)據(jù)模型和面向服務(wù)的標(biāo)繪應(yīng)用等方面展開技術(shù)論述。

1 背景和需求

美軍近十年的幾場局部戰(zhàn)爭已經(jīng)驗證了網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)［2］的基本原則及示范了COP技術(shù)促成軍事決策人員了解戰(zhàn)場態(tài)勢的價值。在信息管理、感知、知識創(chuàng)建和決策制定領(lǐng)域的近期研究也取得了積極的進(jìn)展。美軍在新技術(shù)和新的作戰(zhàn)環(huán)境下開展新型COP系統(tǒng)的研究和開發(fā)，旨在提高復(fù)雜的、常常是非對稱的戰(zhàn)場環(huán)境中聯(lián)合和聯(lián)盟的指揮組織的運行效能，推動當(dāng)前“數(shù)據(jù)倉庫”模式的COP轉(zhuǎn)換到能夠有效支持在變化的作戰(zhàn)環(huán)境中態(tài)勢感知和知識的創(chuàng)建。

從歷史角度看，為了支持指揮控制，軍事組織已經(jīng)把“作戰(zhàn)中心”開發(fā)成了“網(wǎng)絡(luò)中心”。共享的態(tài)勢感知和協(xié)同注重改善聯(lián)網(wǎng)能力，因此產(chǎn)生了共用態(tài)勢圖(COP)、通用關(guān)聯(lián)作戰(zhàn)圖(CROP)和用戶自定義作戰(zhàn)圖(UDOP)等概念和術(shù)語［3］。用戶自定義的“圖”使得可利用的作戰(zhàn)信息能直接地分發(fā)到個體的桌面，實現(xiàn)用戶在指揮控制支持下執(zhí)行他們的任務(wù)［4］。UDOP的概念更加體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)中心的理念，從技術(shù)和作戰(zhàn)的背景為用戶提供信息的選擇、過濾、轉(zhuǎn)換、樣式、渲染和更新等功能。因此UDOP成為在關(guān)鍵態(tài)勢信息的創(chuàng)建、可視化、組合、剪裁和共享過程中的核心功能模塊。

信息管理、感知、知識創(chuàng)建和決策這四個方面相互關(guān)聯(lián)，形成了一個完整的作戰(zhàn)指揮過程，這個過程對未來態(tài)勢圖的設(shè)計和應(yīng)用需求提出了八大目標(biāo)。

(1)聯(lián)網(wǎng) 網(wǎng)絡(luò)中心的信息管理是戰(zhàn)場態(tài)勢獲取、存儲、處理和使用的基礎(chǔ)，建立和維護(hù)一個有效的戰(zhàn)場信息網(wǎng)絡(luò)需要了解戰(zhàn)場賽博空間的運行態(tài)勢和行動監(jiān)控;

(2)建模 管理共用的態(tài)勢信息需提供集成的態(tài)勢數(shù)據(jù)模型和基于Web服務(wù)的數(shù)據(jù)存儲與訪問機(jī)制;

(3)創(chuàng)建 基于先進(jìn)信息網(wǎng)絡(luò)的戰(zhàn)場態(tài)勢感知首先要對網(wǎng)絡(luò)中心環(huán)境的信息資源有全面、正確和深度的了解，需要利用企業(yè)級的信息發(fā)布、發(fā)現(xiàn)、訪問和訂閱等服務(wù)創(chuàng)建任務(wù)和用戶需要的基本態(tài)勢信息，其中要確定包括或拒絕的內(nèi)容;

(4)可視化 指定所選內(nèi)容如何在Web環(huán)境下表現(xiàn)、交互和繪制;

(5)提升 態(tài)勢圖的擴(kuò)展注重基于領(lǐng)域知識派生的增值，態(tài)勢認(rèn)知的聚合;

(6)剪裁 態(tài)勢圖內(nèi)容的調(diào)整能夠滿足每個用戶或梯隊的需求;

(7)共享 態(tài)勢圖的共享能夠提供和引導(dǎo)跨越組織的、靈活的和多方式的指揮協(xié)同所期待的戰(zhàn)場態(tài)勢信息共享的能力;

(8)協(xié)同 有效的態(tài)勢信息協(xié)同環(huán)境是提供戰(zhàn)場態(tài)勢和認(rèn)知的手段，是推動任務(wù)與作戰(zhàn)規(guī)劃過程和行動同步的條件。

上述八大目標(biāo)為快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)中心作戰(zhàn)所需的戰(zhàn)場態(tài)勢圖應(yīng)用設(shè)計和開發(fā)提供了指南。

2 戰(zhàn)場態(tài)勢感知服務(wù)框架

一個具有適應(yīng)發(fā)展的、靈活的態(tài)勢感知系統(tǒng)的實現(xiàn)依賴多個關(guān)鍵的系統(tǒng)設(shè)計模式，包括面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(SOA)、插件機(jī)制、能力分層、濾波器模型和松耦合的連接等。戰(zhàn)場態(tài)勢感知服務(wù)能力框架設(shè)計的核心是SOA，這種模式強(qiáng)調(diào)期望的計算(處理)能由組合多種服務(wù)實現(xiàn)，每個服務(wù)僅需要知道服務(wù)類型(如接口和能力)及服務(wù)提供的數(shù)據(jù)資產(chǎn)。Web服務(wù)體系結(jié)構(gòu)的主要特性包括以下6個方面。

(1)各類服務(wù)構(gòu)件被組成為多個層次;

(2)各類服務(wù)的使用常常是級聯(lián)的;

(3)各類服務(wù)接口使用開放的標(biāo)準(zhǔn)并且是相對簡單的;

(4)各類服務(wù)通信使用開放的互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn);

(5)不限制服務(wù)器和客戶的實現(xiàn)方法;

(6)各類數(shù)據(jù)被分布存儲。

對戰(zhàn)場態(tài)勢感知服務(wù)和能力框架的設(shè)計和描述按照Web服務(wù)體系結(jié)構(gòu)的概念分為客戶層、應(yīng)用服務(wù)層、處理服務(wù)層和信息管理層［5，6］，如圖 1 所示。下面對每個層面涉及的戰(zhàn)場態(tài)勢信息感知服務(wù)模塊做了詳細(xì)的能力分類和概述，為未來全面實現(xiàn)面向服務(wù)的戰(zhàn)場態(tài)勢應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)提供了一致的體系結(jié)構(gòu)參照模型。

圖1 戰(zhàn)場態(tài)勢感知服務(wù)和能力框架

2.1 通信與服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施

戰(zhàn)場態(tài)勢感知服務(wù)和應(yīng)用系統(tǒng)需要良好的通信環(huán)境和通用的服務(wù)平臺的支持，對潛在的戰(zhàn)場數(shù)據(jù)源和服務(wù)的發(fā)現(xiàn)、確認(rèn)和授權(quán)的訪問是基本的要求，這類信息基礎(chǔ)設(shè)施通常要求整合互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)、分布式計算平臺、核心Web服務(wù)和企業(yè)服務(wù)總線(ESB)等通用的基礎(chǔ)信息處理能力。

2.2 信息管理服務(wù)

信息管理服務(wù)層是獲取戰(zhàn)場態(tài)勢信息的服務(wù)接口，這類服務(wù)實現(xiàn)了對外部數(shù)據(jù)源的存儲和訪問功能，每個服務(wù)通常能夠處理多種分散的數(shù)據(jù)集，此外這類服務(wù)也提供存儲和搜索描述多種數(shù)據(jù)集的元數(shù)據(jù)。信息管理服務(wù)層假定通過Web機(jī)制提供對任何期望的數(shù)據(jù)源的訪問。絕大多數(shù)的數(shù)據(jù)存儲在信息管理層的數(shù)據(jù)服務(wù)器內(nèi)，但是某些數(shù)據(jù)可以并且常常存儲在其他服務(wù)層面的服務(wù)器中。對于實際的態(tài)勢數(shù)據(jù)存儲管理，服務(wù)器可以緊耦合地處理存儲在本地的數(shù)據(jù)，也可以松耦合地處理來自另外服務(wù)器上被檢索到的數(shù)據(jù)。本層服務(wù)主要包括

(1)RSS傳播服務(wù)，及時傳遞各類地理參照的事件;

(2)作戰(zhàn)軌跡廣播服務(wù)，通過基于事件的Web服務(wù)傳遞戰(zhàn)場目標(biāo)動態(tài)數(shù)據(jù);

(3)標(biāo)準(zhǔn)GIS服務(wù)類，提供符合OGC或國際地理標(biāo)準(zhǔn)的地理數(shù)據(jù)，如:地圖數(shù)據(jù)服務(wù)(WMS)、地理要素數(shù)據(jù)服務(wù)(WFS)、數(shù)據(jù)覆蓋服務(wù)(WCS)、目錄服務(wù)(CSW)和地名錄服務(wù)等;

(4)戰(zhàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)服務(wù)，由請求-應(yīng)答Web服務(wù)模式支持對諸如戰(zhàn)場氣象水文數(shù)據(jù)和空間電磁數(shù)據(jù)和指揮控制(JC3IEDM)數(shù)據(jù)訪問;

(5)發(fā)布-訂閱服務(wù)，通過數(shù)據(jù)發(fā)布-訂閱機(jī)制提供各類信息產(chǎn)品的常備定制服務(wù)。

2.3 處理服務(wù)

處理服務(wù)層提供應(yīng)用所需的一些通用數(shù)據(jù)處理服務(wù)，產(chǎn)生的結(jié)果數(shù)據(jù)提供給應(yīng)用服務(wù)層存儲或使用，服務(wù)類型主要有

(1)各類標(biāo)準(zhǔn)的地理數(shù)據(jù)處理服務(wù)，如:地圖服務(wù)(WMS)、地形服務(wù)(WTS)、三維地理要素服務(wù)(W3DS)、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換服務(wù)(WCTS)、圖象分類服務(wù)(WICS)、要素圖示表達(dá)服務(wù)(FPS)、數(shù)據(jù)覆蓋圖示表達(dá)服務(wù)(CPS)、地理解析服務(wù)和地理編碼服務(wù)等;

(2)各類地理信息分析服務(wù)，如:地理數(shù)據(jù)抽取服務(wù)、尺度測量服務(wù)、路徑判定服務(wù)、鄰近分析服務(wù)、變化檢測服務(wù)、數(shù)據(jù)校正服務(wù)、格式變換服務(wù)和語義轉(zhuǎn)化服務(wù)等;

(3)二三維圖形圖像處理服務(wù)，提供戰(zhàn)場態(tài)勢數(shù)據(jù)的通用圖象數(shù)據(jù)處理、目標(biāo)識別、格式和編碼轉(zhuǎn)換，戰(zhàn)場態(tài)勢二三維圖形生成等;

(4)綜合環(huán)境數(shù)據(jù)服務(wù)，如:空天實體、氣象水文、空天電磁場等數(shù)據(jù)的綜合處理、編碼和傳遞(SEDRIS);

(5)其他指揮控制數(shù)據(jù)處理服務(wù)，如:指揮控制數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)模型處理等。

2.4 應(yīng)用服務(wù)

應(yīng)用服務(wù)層提供特定應(yīng)用相關(guān)的處理能力，這些功能通常是由多個客戶軟件共享和使用，尤其是支持類似Web瀏覽器的瘦客戶的門戶應(yīng)用服務(wù)，這些應(yīng)用服務(wù)替代每個客戶直接地執(zhí)行那些經(jīng)常需要支撐的通用功能，服務(wù)主要包括6個方面。

(1)Web門戶服務(wù)，允許用戶與多個具有不同數(shù)據(jù)類型和用途的應(yīng)用服務(wù)交互;

(2)開放的地理信息服務(wù)類，提供面向各類地理應(yīng)用的Web服務(wù)，這類應(yīng)用服務(wù)直接依賴處理服務(wù)層和信息管理服務(wù)層提供的相關(guān)服務(wù)，為應(yīng)用提供定制的功能;

(3)軍隊標(biāo)號處理服務(wù)，支持戰(zhàn)場軍事要素和指揮控制意圖的可視化處理，如:美軍的作戰(zhàn)符號和圖形規(guī)范(MIL-STD-2525C)［10］和我軍軍隊標(biāo)號［11］等;

(4)態(tài)勢圖應(yīng)用服務(wù)，支持軍事指揮和作戰(zhàn)人員完成戰(zhàn)場態(tài)勢圖的創(chuàng)建、顯示、編輯、標(biāo)繪、剪裁和高層態(tài)勢圖自動生成等處理;

(5)態(tài)勢圖信息庫服務(wù)，用于態(tài)勢圖模板、訂閱和采集的指控數(shù)據(jù)、戰(zhàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)、態(tài)勢圖快照等的發(fā)現(xiàn)、訪問、存儲和共享;

(5)指揮控制應(yīng)用服務(wù)，涉及執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)、決策制定和情報分析等;

(6)通用的應(yīng)用服務(wù)，為復(fù)雜的戰(zhàn)場態(tài)勢業(yè)務(wù)處理提供應(yīng)用支撐服務(wù)，如:協(xié)同服務(wù)、服務(wù)級聯(lián)定義服務(wù)、工作流執(zhí)行服務(wù)、訪問控制服務(wù)和使用賬目服務(wù)。

2.5 客戶層

態(tài)勢圖應(yīng)用客戶端軟件提供獨立的桌面應(yīng)用軟件、其他應(yīng)用的代理軟件和應(yīng)用特定的圖形用戶接口軟件。提供用戶訪問態(tài)勢圖應(yīng)用服務(wù)的軟件可以是瘦型的(Web瀏覽器)、胖型的(桌面應(yīng)用)或富型的(處于兩者之間)，態(tài)勢圖應(yīng)用客戶軟件主要分為

(1)二維態(tài)勢圖顯示工具，如:通用的Web瀏覽器和媒體播放器，包含各類瀏覽器支持的通用插件，通常無需安裝特定的態(tài)勢圖顯示和處理插件;

(2)三維態(tài)勢圖顯示工具，如:地理信息服務(wù)通常提供各類三維地球顯示工具，典型的有ArcGIS Explorer、AGI Viewer和 Google Earth 等;

(3)態(tài)勢圖編輯工具，提供完整的態(tài)勢圖創(chuàng)建、編輯、發(fā)布和管理功能，桌面應(yīng)用模式可以提供先進(jìn)的三維處理能力，Web站點模式通常提供二維處理能力，常常需要下載必要的態(tài)勢圖處理插件。

3 態(tài)勢圖數(shù)據(jù)模型

戰(zhàn)場態(tài)勢感知服務(wù)是一個綜合的戰(zhàn)場信息管理系統(tǒng)，而態(tài)勢圖是戰(zhàn)場態(tài)勢信息的典型應(yīng)用，是通過綜合處理而得到的、滿足指揮控制需要的實用信息產(chǎn)品。針對態(tài)勢圖系統(tǒng)和應(yīng)用的開發(fā)，其關(guān)鍵任務(wù)是要設(shè)計一個良好的態(tài)勢圖數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)圖與庫的關(guān)聯(lián)，清楚地描述其基本概念、組成、關(guān)系、規(guī)則和處理模式。目前國內(nèi)外態(tài)勢圖應(yīng)用系統(tǒng)通常是將指控數(shù)據(jù)模型和態(tài)勢圖可視化數(shù)據(jù)模型作為兩個獨立的內(nèi)容分別實現(xiàn)，這極大地限制了戰(zhàn)場態(tài)勢信息的定制和靈活的圖形表達(dá)和處理。本節(jié)綜合戰(zhàn)場信息、軍標(biāo)符號和態(tài)勢顯示模式提出了一種態(tài)勢圖數(shù)據(jù)模型，為態(tài)勢圖應(yīng)用功能模塊的設(shè)計和開發(fā)統(tǒng)一了基本數(shù)據(jù)實體的概念和保證處理邏輯對數(shù)據(jù)的正確處理、可擴(kuò)展、可理解和可互操作，支撐未來復(fù)雜、靈活的態(tài)勢圖數(shù)據(jù)顯示和定制所需的各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和功能數(shù)據(jù)的管理。

3.1 態(tài)勢圖數(shù)據(jù)建模

態(tài)勢圖數(shù)據(jù)模型的設(shè)計涉及廣泛的數(shù)據(jù)類型、多種數(shù)據(jù)模型和各類數(shù)據(jù)規(guī)范。態(tài)勢圖數(shù)據(jù)模型設(shè)計的重點是描述戰(zhàn)場環(huán)境要素、態(tài)勢要素和可視化的基本組成、組成之間的關(guān)系和操作規(guī)則。態(tài)勢圖是一個軍事應(yīng)用概念，從技術(shù)角度可以描述為按要求聚合的戰(zhàn)場態(tài)勢要素和對象的數(shù)據(jù)集合和顯示，通常由選定的態(tài)勢圖模板確定;從作戰(zhàn)人員的角度，態(tài)勢圖就是一個指揮部門或作戰(zhàn)小組共用的作戰(zhàn)圖。

態(tài)勢圖數(shù)據(jù)模型高層基本概念和實體包括

(1)戰(zhàn)場環(huán)境要素，描述了地理參照的各類實體，包括海、陸、空、天四維空間中的物理的、非物理的和電磁的對象或現(xiàn)象;

(2)指揮控制要素，也稱為態(tài)勢要素，描述了戰(zhàn)場指揮和行動的各類對象和概念，包括具體的軍事目標(biāo)、單位和抽象的指揮意圖等;

(3)軍事符號和圖形對象，可視化戰(zhàn)場對象的各類圖形數(shù)據(jù)，包括二維、三維圖形圖像對象、戰(zhàn)術(shù)圖形對象等;

(4)戰(zhàn)場傳感器數(shù)據(jù)，來自不同地點和平臺上采集的各類對象數(shù)據(jù)，包括靜態(tài)的、動態(tài)的和連續(xù)的情報數(shù)據(jù);

(5)態(tài)勢圖模板，描述態(tài)勢圖的組成規(guī)則、數(shù)據(jù)要求和顯示風(fēng)格，包括態(tài)勢數(shù)據(jù)內(nèi)容表;

(6)態(tài)勢圖快照，是態(tài)勢圖操作中的圖形界面拷貝，可以是單幀的、也可以是連續(xù)的;

(7)圖層，組織戰(zhàn)場態(tài)勢數(shù)據(jù)分類顯示的一種方法，使用圖層，態(tài)勢數(shù)據(jù)能容易地被分類繪制、顯示和修改。圖層自身包括要素、圖形和樣式等內(nèi)容。

態(tài)勢圖數(shù)據(jù)模型各類高層組成之間的關(guān)系，如圖2所示。

圖2 態(tài)勢圖數(shù)據(jù)模型高層結(jié)構(gòu)

3.2 態(tài)勢圖模板和操作

態(tài)勢圖模板被用于定義創(chuàng)建態(tài)勢圖所必需的關(guān)鍵態(tài)勢圖要素和大量的元數(shù)據(jù)，例如基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)源、空間過濾器、時間過濾器、屬性過濾器和符號集，主要的元數(shù)據(jù)包括訪問權(quán)限、引用、描述、空間參照和數(shù)據(jù)質(zhì)量等，但是這些模板不包含任何要檢索的數(shù)據(jù)。態(tài)勢圖層的每個“層面”都指定了數(shù)據(jù)源、過濾器和符號集。

態(tài)勢圖模板提供的各類操作能方便地擴(kuò)展態(tài)勢圖的應(yīng)用，主要支持的操作有

(1)態(tài)勢圖模板聚合，態(tài)勢模板“加”操作，即:態(tài)勢圖A+態(tài)勢圖B=態(tài)勢圖C，包括模板的合并和復(fù)制;

(2)態(tài)勢圖模板參照，對多個態(tài)勢圖模板的“連接”操作，即:態(tài)勢圖C“指向”態(tài)勢圖A和態(tài)勢圖B;

(3)數(shù)據(jù)源聚合，通過組合和關(guān)聯(lián)現(xiàn)存的數(shù)據(jù)或饋入(流入)的新數(shù)據(jù);

(4)梯隊聚合，使用戶能夠收縮、擴(kuò)張或細(xì)分單位實體，這類操作由多種因素驅(qū)動，如:(戰(zhàn)略/戰(zhàn)術(shù))配置或(遠(yuǎn)/近)觀察等。

3.3 態(tài)勢圖快照

完整的態(tài)勢圖信息產(chǎn)品包含態(tài)勢圖模板和態(tài)勢圖內(nèi)容，即戰(zhàn)場態(tài)勢數(shù)據(jù)加使用規(guī)則。通過態(tài)勢圖編輯工具和態(tài)勢圖閱讀器為用戶提供定制的戰(zhàn)場態(tài)勢信息。態(tài)勢圖應(yīng)用提供豐富的交互、數(shù)據(jù)的動態(tài)連接和多樣化的顯示，具有明顯的業(yè)務(wù)操作特性。態(tài)勢圖快照是特定時間的態(tài)勢圖顯示，具有明顯的用戶任務(wù)處理結(jié)果和使用意圖，反映用戶對態(tài)勢的一種確定的判斷或結(jié)論。態(tài)勢圖快照是一個“定格”的態(tài)勢圖，是一種實用的戰(zhàn)場態(tài)勢信息產(chǎn)品，通常用標(biāo)準(zhǔn)的圖形、圖像或流媒體格式輸出和存儲，為共享態(tài)勢理解提供方便和有效的支持。

4 面向Web應(yīng)用的協(xié)同態(tài)勢標(biāo)繪

面向服務(wù)體系的態(tài)勢圖應(yīng)用客戶軟件推崇的用戶交互工具采用通用的瀏覽器，通過態(tài)勢圖門戶應(yīng)用服務(wù)器支持類似虛擬桌面應(yīng)用模式的戰(zhàn)場態(tài)勢感知。基于瀏覽器的態(tài)勢顯示從實現(xiàn)技術(shù)和應(yīng)用上已有較好的解決方法［7～9］，基本上能滿足作戰(zhàn)指揮人員的需求，但是在瀏覽器環(huán)境下實現(xiàn)桌面態(tài)勢圖標(biāo)繪應(yīng)用還存在不少技術(shù)問題，離用戶的要求還有不少差距，本節(jié)給出一種設(shè)計和實現(xiàn)方法，力求達(dá)到已有桌面態(tài)勢標(biāo)繪工具的交互和顯示能力。

4.1 設(shè)計原則

目前大多數(shù)桌面版的態(tài)勢標(biāo)繪系統(tǒng)是基于C/C++開發(fā)的，如果將態(tài)勢標(biāo)繪系統(tǒng)的標(biāo)號算法都在瀏覽器端重新實現(xiàn)，一方面無法重用以前的代碼，并且針對采用不同客戶前端技術(shù)都需要重寫繪制算法，這將造成大量的重復(fù)勞動;另一方面，態(tài)勢標(biāo)繪系統(tǒng)符號數(shù)量大，要求高效率及高精度的圖形計算能力，目前瀏覽器圖形計算能力不是很強(qiáng)，比如在用JavaScript做高精度的運算時可能會出現(xiàn)錯誤，因此也不宜將復(fù)雜的軍隊標(biāo)號算法放在瀏覽器端實現(xiàn)。

態(tài)勢圖標(biāo)繪門戶的實現(xiàn)依賴于Web服務(wù)、Web門戶和先進(jìn)的瀏覽器等相關(guān)技術(shù)的支持，豐富因特網(wǎng)應(yīng)用(RIA)技術(shù)(富客戶應(yīng)用)為瀏覽器態(tài)勢圖標(biāo)繪提供了很好的實現(xiàn)基礎(chǔ)，富客戶應(yīng)用有多種可選擇的實現(xiàn)技術(shù)，在技術(shù)分析和軟件實現(xiàn)的評估基礎(chǔ)上，F(xiàn)lex在實現(xiàn)態(tài)勢標(biāo)繪方面有獨特的優(yōu)勢，并且通過對態(tài)勢標(biāo)繪功能的服務(wù)優(yōu)化設(shè)計，能很好的滿足應(yīng)用的需求。

從態(tài)勢標(biāo)繪的發(fā)展來看，面向門戶的態(tài)勢標(biāo)繪設(shè)計需要考慮的關(guān)鍵因素是

(1)態(tài)勢圖門戶對外部數(shù)據(jù)源和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的集成能力，需要實現(xiàn)與地理信息系統(tǒng)(GIS)與指揮控制信息系統(tǒng)(C2IS)的數(shù)據(jù)服務(wù)連接;

(2)封裝態(tài)勢圖各類處理和服務(wù)功能，實現(xiàn)富客戶應(yīng)用的組件模式;

(3)軍隊標(biāo)號處理功能的合理優(yōu)化分配，服務(wù)器實現(xiàn)地圖和軍隊標(biāo)號圖形生成和編碼;

(4)客戶端采用基于Flex基本和常規(guī)的圖形繪制和交互實現(xiàn)地圖和態(tài)勢符號的顯示;

(5)高效的門戶與瀏覽器的數(shù)據(jù)通信，采用格式化編碼的數(shù)據(jù)傳遞;

(6)態(tài)勢標(biāo)繪中的數(shù)據(jù)共享，通過協(xié)同會話或態(tài)勢圖信息倉庫實現(xiàn)多個瀏覽器標(biāo)繪客戶的數(shù)據(jù)和控制的同步、異步標(biāo)繪數(shù)據(jù)的傳遞和通告;

(7)實現(xiàn)態(tài)勢圖模板的創(chuàng)建、剪裁、組合和顯示，提供態(tài)勢圖的協(xié)同繪制、態(tài)勢圖快照和分發(fā)。

4.2 原型示范

基于門戶的態(tài)勢圖標(biāo)繪應(yīng)用的一種實現(xiàn)方法，如圖3所示。系統(tǒng)設(shè)計分為瀏覽器和服務(wù)器兩部分。瀏覽器端需要提供完成標(biāo)號繪制、態(tài)勢數(shù)據(jù)管理、態(tài)勢圖模板、符號面板生成、基本態(tài)勢圖顯示操作和協(xié)同信息處理等功能的用戶界面。

態(tài)勢圖門戶服務(wù)器通過Web服務(wù)接口模式提供如下功能服務(wù)支持用戶的操作。

(1)態(tài)勢與地圖組合服務(wù)，通過定制地圖和指揮控制數(shù)據(jù)形成用戶標(biāo)繪所需的基本態(tài)勢圖并且傳遞給用戶瀏覽器，指控數(shù)據(jù)服務(wù)和地圖數(shù)據(jù)服務(wù)分別提供對外部指控數(shù)據(jù)服務(wù)器和GIS服務(wù)器的數(shù)據(jù)訪問，基本態(tài)勢圖數(shù)據(jù)訪問由用戶選擇的態(tài)勢圖模板確定;

圖3 基于門戶的態(tài)勢圖標(biāo)繪應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

(2)標(biāo)繪服務(wù)，針對瀏覽器端的軍隊標(biāo)號處理，用戶在標(biāo)繪交互時，瀏覽器調(diào)用態(tài)勢圖門戶服務(wù)器提供的標(biāo)繪Web服務(wù)接口傳遞標(biāo)號繪制請求，標(biāo)繪服務(wù)通過Java本地接口(JNI)調(diào)用標(biāo)號庫和算法庫，生成標(biāo)號的矢量描述返回給瀏覽器端，瀏覽器獲得標(biāo)號的矢量描述后解析和繪制圖形。瀏覽器端圖形繪制可以采用多種瀏覽器端圖形繪制技術(shù)實現(xiàn)。矢量描述可以使用自定義的矢量描述，也可以調(diào)用算法核心庫生成VML或SVG的矢量描述;

(3)態(tài)勢數(shù)據(jù)管理服務(wù)，根據(jù)用戶選擇的態(tài)勢圖模板為用戶提供定制的態(tài)勢數(shù)據(jù)內(nèi)容目錄，態(tài)勢圖數(shù)據(jù)通過態(tài)勢圖存儲模塊提供對態(tài)勢圖信息倉庫的訪問，同時可以將修改和添加的態(tài)勢圖數(shù)據(jù)存入到態(tài)勢圖信息倉庫中;

(4)符號界面管理服務(wù)，訪問系統(tǒng)軍隊標(biāo)號數(shù)據(jù)，提供給客戶端系統(tǒng)中所有標(biāo)號的樹形結(jié)構(gòu)描述，用戶可以根據(jù)樹形結(jié)構(gòu)選擇標(biāo)號進(jìn)行標(biāo)繪;

(5)態(tài)勢圖模板管理服務(wù)，為用戶提供方便的態(tài)勢圖模板創(chuàng)建、存儲、修改、聚合和撤銷等操作，態(tài)勢圖模板為用戶定制標(biāo)繪所需的基礎(chǔ)態(tài)勢信息提供了手段，態(tài)勢圖模板管理服務(wù)通過態(tài)勢圖存儲模塊訪問態(tài)勢圖信息倉庫中的態(tài)勢圖模板數(shù)據(jù)，并且存儲新的或修改的態(tài)勢圖模板;

(6)協(xié)同服務(wù)，采用面向互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同服務(wù)器，實現(xiàn)用戶的即時消息傳遞、告警、白板協(xié)同和語音協(xié)同等功能，同時結(jié)合態(tài)勢標(biāo)繪服務(wù)，實現(xiàn)協(xié)同的態(tài)勢標(biāo)繪;

(7)態(tài)勢圖存儲，這個功能模塊提供對態(tài)勢圖信息倉庫、指控數(shù)據(jù)服務(wù)器和協(xié)同服務(wù)器的數(shù)據(jù)訪問和交換，可以將態(tài)勢圖中的目標(biāo)數(shù)據(jù)存入指控數(shù)據(jù)庫，也可以將需要的指控數(shù)據(jù)傳遞到態(tài)勢圖信息倉庫;另外，也能將態(tài)勢圖數(shù)據(jù)通過協(xié)同服務(wù)器發(fā)送給其他用戶，實現(xiàn)態(tài)勢告警和同步標(biāo)繪處理。

4.3 戰(zhàn)場態(tài)勢協(xié)同感知

態(tài)勢圖是戰(zhàn)場態(tài)勢感知的基礎(chǔ)，協(xié)同是指揮和作戰(zhàn)的手段，協(xié)同態(tài)勢圖的標(biāo)繪是戰(zhàn)場態(tài)勢認(rèn)知和知識創(chuàng)建的平臺，指揮領(lǐng)域態(tài)勢圖標(biāo)繪需要與協(xié)同管理技術(shù)有機(jī)的結(jié)合，支持即時的戰(zhàn)場態(tài)勢感知。

態(tài)勢協(xié)同標(biāo)繪能實現(xiàn)用戶定制作戰(zhàn)圖(態(tài)勢圖)的多人共享、同步的顯示和操作、共同的標(biāo)繪標(biāo)號和多人在線創(chuàng)建作戰(zhàn)圖和態(tài)勢研討，能提高協(xié)同規(guī)劃和作戰(zhàn)效率。Web協(xié)同標(biāo)繪可集成各類開放的互聯(lián)網(wǎng)實時通信協(xié)同規(guī)范，提供包括即時消息處理、到場管理、媒體會話管理、共享編輯、白板、文件傳輸、輕型的中間件、內(nèi)容聯(lián)合和普遍的XML路由等功能，這些功能為未來協(xié)同標(biāo)繪能力的擴(kuò)展提供了很好的技術(shù)和方法。

5 結(jié)語

通過論述和提出新型戰(zhàn)場態(tài)勢感知的服務(wù)框架、態(tài)勢圖數(shù)據(jù)模型、協(xié)同態(tài)勢圖應(yīng)用新的技術(shù)實現(xiàn)方法與原型示范，為未來面向服務(wù)的戰(zhàn)場態(tài)勢感知應(yīng)用的系統(tǒng)開發(fā)、演示和建設(shè)提供了新的實現(xiàn)途徑。在網(wǎng)絡(luò)中心環(huán)境下，戰(zhàn)場態(tài)勢感知需要加強(qiáng)態(tài)勢信息交換數(shù)據(jù)模型的設(shè)計，推動跨組織和領(lǐng)域應(yīng)用的數(shù)據(jù)互操作能力;戰(zhàn)場態(tài)勢圖數(shù)據(jù)集成、綜合處理和管理機(jī)制要向網(wǎng)絡(luò)中心概念和面向服務(wù)的系統(tǒng)設(shè)計方法轉(zhuǎn)型;態(tài)勢圖的信息獲取需要靈活的按需定制和高效的傳遞;態(tài)勢圖客戶軟件要廣泛地采用富客戶模式的通用瀏覽器工具;需要解決瀏覽器環(huán)境下更先進(jìn)的二三維態(tài)勢圖形顯示和交互能力;需要進(jìn)一步研究面向態(tài)勢圖的作戰(zhàn)任務(wù)協(xié)同計劃和執(zhí)行技術(shù)，實現(xiàn)基于效果的作戰(zhàn)目標(biāo)。

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