战场可视化技术的发展趋势分析

战场可视化技术的发展趋势分析

范哲 康志强 崔扬 光旭亮 李新忠

北方自动控制技术研究所，山西省 太原市 030006

摘要：本文主要针对战场的可视化技术，在发展的趋势上展开了分析，首先针对图像的采集技术在各种传感技术的相互融合、战场定位当中的报告系统（快速的反应、通信联网的报告、导向、地理信息的数据检索、电子地图的综合处理），这些方面进行了分析，然后又针对图像的传输处理这项技术在图像处理的作用上，针对JPEG、MPEG的标准等方面进行了分析，以供业界的各位同仁予以参考、指导。

关键词：可视化技术；图像采集；战场；图像处理

前言：在当今21世纪发生的战争多半以信息技术为主导，信息化的这种战争方式，正在逐渐的取代传统的那种作战方式，就是要利用火力去对敌军在有生力量方面进行消灭，这种方式在未来会成为战争的主要样式，针对战场展开数字化的建设是在信息战当中获取优势的一个重要步骤，而且对军队在做战方面的能力而言，将会产生一定的革命性质的影响。因此，针对战场的可视化技术进行分析和研究是很有必要的。

1 图像采集

图像采集这项技术，关键是传感器这项技术在现实当中的发展、应用，对于信息而言是在获取的方式上一个非常关键的环节，可以为战场上的指挥员提供目标数据、地形的特征、敌方我方的位置等，这些在战场上近乎完美的图像信息。其中应用到主要的设备包含：侦察卫星、战场定位的报告系统、红外摄影仪、测距仪、带有摄像功能的侦察机、数字化的摄影机、普通的相机等。用到的各种核心的技术包含：各种传感技术的相互融合、战场定位当中的报告系统、地形的可视化等。

1.1 各种传感技术的相互融合

融合了实时图像、敌方我方的识别、红外、无线电的侦查、雷达等各种各样的信息，进而可以获取到战场上实时的动态变化，目标在每个时间段的精确的位置、属性、威胁的等级，以及由此在战术方面产生的决策、任务的分配，实现对敌方理想化的攻击、干扰、拦截的效果。

1.2 战场定位当中的报告系统

系统应该具备操作比较方便、安全性高、保密性高、实用性高、可靠性高、技术性高、灵活性高、反应非常迅速、定位非常精准等这些特点，主要的功能如下：

1.2.1 快速的反应

移动目标上面卫星定位的接受机，可以快速对自身在位置方面进行确定，这种误差最大不会超过百米，经过了修正之后，水平方面的误差不会超过一米，速度上的误差不会超过米/秒，而且还可以在电子地图上进行实时的标注。

1.2.2 通信联网的报告

通过对局域网、自动化网络进行指挥、控制，可以实现系统的定位、远程联网，通过短波电台可以展开集群通信与指挥中心实现联网通信。指挥中心可以对每个移动的目标，在运动的轨迹、状态方面进行标记。

1.2.3 导向

指挥中心是通过数据来实现双向联系的，根据对电子地图的使用可以对移动的目标实施有针对性的导航，让其可以非常准确的到达目的地。当移动当中的目标进入到了特定的区域之后，用户就会发出相应的求助信息，系统这时会自动显示其所在的具体位置、运动的状态、报警的危险等级。

1.2.4 地理信息的数据检索

通过和地理信息的数据库实现相互的连接，让每个移动当中的分站点，按照其所在位置的具体信息，在电子地图上面针对那些重要的文字、图像可以实现自动的咨询、显示。

1.2.5电子地图的综合处理

针对电子地图在制作的比例上，可以使用各种类型，来进行计算、分析、处理，然后通过分类、分层进行显示，具有放大、平移、缩小这些显示的功能，针对各种态势进行标绘、传输，将移动当中的目标在沿途所经过的路线，全部的记录下来，形成一个重要的图文文件，以供地图在后续的检测、更新、指挥员的决策当中去应用。

1.3 地形的可视化

地形的可视化是针对地形可能在作战当中产生的一些影响，从认知的角度去开展处理的这种能力。不仅仅是在显示器上，可以提供三维化的地形，并且还具备地图查阅的能力，在其他地图的表面实施绘图的能力。地形的可视化还涉及到了一些特性的数据，其中包括文化的目标、人造的目标，比那些使用轮廓线进行简单的注释相对来说要准确很多。其主要的优点就是可以按照比例，去进行放大、缩小，具有三维的能力，就测量角度而言是非常方便的^[1]。

2 图像的传输处理

针对图像进行处理的目的，其实就是为了进行传输，而且针对传输在质量、速度，这些方面是有着直接影响的，图像在传输方面的能力对于图像在处理方面而言，又提出了更高的要求标准，二者之间是相互影响的作用。

2.1 图像处理的作用

其实针对图像进行处理，最主要的作用就是，让传输在有效性方面能得到提高，让战场当中的图像信息在实时性方面能够得到保障。主要应用到的技术就是视频数据的压缩、解压的技术。

现阶段关于图像的压缩公认的标准包括：JPEG的标准、MPEG的标准。

2.1.1 JPEG的标准

主要就是用于连续的色调，在静止图像方面的数字压缩，其中最基本的算法，大概可以归结成下列的过程：

1）通过离散余弦光的变化，减少图像在数据方面的相关性。

2）利用人眼在视觉方面的特性，针对系数展开自适应的量化。

3）对每个子块在量化之后的系数矩阵，进行Z形的扫描，然后将系数的矩阵，变换成为符号的序列。

4）用Huff man变码，对符号在序列方面进行熵编码。

2.1.2 MPEG的标准

主要用于连续的色调，在活动图像当中的压缩编码，其最基本的算法比MPEG的标准，相对而言要复杂很多，增加了一些连续图像，在显示方面的时候，需要用到的是同步编码。

2.2 经过压缩处理之后图像，可以针对现有的通信网在传输方面进行改进

战场的可视化其实主要就是，在战场当中强调整体性的行为，把战场当中的所有因素结合成一个有机的整体，把信息在横向传输方面的重要性体现出来。因此，在针对网络进行设计的时候，要求网络具备集成性、交互性、实时性这些功能，才可以把网络初步的按照区域、功能，划分成远程的空间网、广域网、局域网。这种由很多种通信手段所组成的网络，对于视频信息在通信方面，可以提供有效的保障，对各个级别的用户需求予以满足^[2]。

结束语：综上所述，未来的战争在信息、战场的空间、作战的速度等，这些方面的要求是没有办法去预估的，战场的可视化技术在发展方面，必须要紧紧的跟住现代化通信在技术方面的发展。尤其是要对系统在集成化、智能化这些方面进行更大的投入，这不仅仅是在战场方面的要求，更是战场指挥员提出的要求。尽管可视化的技术，在全面的实现、推广方面，还是会存在一些各种各样的问题，却也是势在必行的。

参考文献：

[1]姚景顺,王政,孙宏纲,等.战场可视化技术的发展趋势[C]// 中国雷达行业协会.中国雷达行业协会, 2004.

[2]林胜华.战场态势可视化技术的研究与实现[D]. 电子科技大学.