0036] 图8本实施例中不同六角格尺寸时计算效率图;
[0037] 图9本实施例中六角格数目与指数函数系数的线性关系;
[0038] 图10本实施例中不同栅格矩阵尺寸下面积压盖比散点图;
[0039] 图11本实施例中偏离值相对于整个六角格面积的程度。
【具体实施方式】
[0040] 下面结合附图和具体的实施例对本发明进行详细说明。
[0041] 兵棋地图地形属性建模的步骤如下:
[0042] 1)兵棋地图采用正六边形的网格,即六角格;
[0043] 2)确定参与兵棋地图建模的地理环境要素;
[0044] 3)计算每个地理环境要素与六角格的压盖面积比:
[0045] a.设定栅格矩阵的尺寸r,确定包围每一个地理环境要素所在区域的外切矩形, 栅格化外切矩形,形成初始栅格矩阵,同时标识初始栅格矩阵的所有栅格点为〇 ;
[0046] b.确定每一个地理环境要素压盖初始栅格矩阵的情况,如果栅格点压盖地理环境 要素,那么该栅格点标识为1 ;
[0047] c.确定栅格矩阵中标识为1的栅格点压盖六角格的情况,如果栅格点位于六角格 之中,那么保留栅格点的标识不变,反之重新赋值为0 ;
[0048] d.结合六角格的面积,计算每一个地理环境要素与六角格的压盖面积比;
[0049] 4)根据每个地理环境要素与六角格的压盖面积比,依据六角格属性判断规则,确 定六角格的格网属性,建立兵棋地图的地形属性。
[0050] 其中,步骤1)中六角格尺寸主要取决于兵棋推演系统的应用需求和地理环境数 据的比例尺。如果兵棋推演系统的应用层次为战略、战役层次,那么兵力展开范围通常在几 十万平方公里左右,应当采用较大的六角格尺寸;反之,如果应用层次为战术层次,那么地 理环境对作战活动的影响将显著增加,应当采用较小的六角格尺寸,较为精确地描述地理 环境。
[0051] 兵棋地图建模中,首先需要确定参与建模的地理环境要素,即为了得到某一类型 的兵棋地图,需要使用哪些地理环境数据作为数据源。本实施例中将地形环境要素抽象为 测量控制点,工农业和社会文化设施,居民地及附属设施,陆地交通,管线,水域/陆地,海 底地貌及底质,礁石/沉船/障碍物,水文,陆地地貌及土质,境界与政区,植被等要素。
[0052] 确定参与建模的地理环境要素之后,就可以根据六角格压盖的地理环境数据,利 用"中心归属法"、"长度占优法"、"面积占优法"或者"重要性法"等确定相应的格网属性。
[0053] 同时,由于每个六角格压盖的地理环境数据并非只有一种,因此确定六角格的格 网属性时,必须建立相应的判断规则,用于准确的描述六角格的属性信息。本实施例中根据 各种不同地理环境要素压盖六角格的百分比,应用六角格属性判断规则,确定六角格的格 网属性和格边属性,即使用所谓的"面积占优法"。
[0054] 步骤3)计算每个地理环境要素与六角格的压盖面积比为本实施例中兵旗地图地 形属性建模的一个关键步骤,下面对该步骤的具体实现过程进一步详细说明:
[0055] 1)设定栅格矩阵尺寸r,对每个地理环境要素所在区域的栅格化处理,形成初始 栅格矩阵。
[0056] 首先,确定包围地理环境要素所在区域的外切矩形;其次,根据指定的栅格矩阵尺 寸,栅格化该外切矩形,建立x_x y_的栅格矩阵,X _为栅格矩阵的横轴数量,y _为栅格 矩阵的纵轴数量,栅格点初始赋值为〇,如图5(a)所示。
[0057] 2)确定地理环境要素压盖的栅格矩阵。
[0058] 确定栅格矩阵中哪些栅格点可以看作是地理环境要素的替代,通常遍历每一栅 格点判断是否压盖地理环境要素,若"压盖",栅格点赋值为1,否则,栅格点赋值为〇,如图 5(b)所示。
[0059] 运用扫描线算法,即按扫描线顺序,计算扫描线与多边形的相交区间,再用要求的 颜色显示这些区间的象素,即完成填充工作。本实施例采用一种简化的扫描线算法:以列 为基准,计算线段X = Xi和地理环境要素的交叉点,记为yc。、yep yc2、......、ycnd# yc。、 yep yc2、......、照从小到大顺序进行排序操作;计算相邻两点之间的坐标点(x ;, (ycj+ycj+1) /2),其中,Xnin彡 X A X nax,ynin< yc j彡 y nax,xnin,xnax,ynin,y nax分别为矩开多的横 坐标最小、最大值,纵坐标的最小、最大值,判断该坐标点是否压盖地理环境要素,若压盖, 则ycj~yc j+1之间的所有栅格点均赋值为1 ;否则赋值为0。
[0060] 3)计算每个地理环境要素与六角格的压盖面积比。
[0061] 确定地理环境要素压盖的栅格矩阵后,判断该栅格矩阵中的栅格点是否位于六角 格内,如果栅格点位于六角格多边形内,那么表明该栅格点既位于地理环境要素内,也位于 六角格多边形内,将该栅格点赋值为1,否则,赋值为〇,如图5 (c)所示;统计既位于地理环 境要素内,也位于六角格多边形内的栅格点数量即标识为1的栅格点数量,根据栅格矩阵 尺寸和六角格尺寸,计算出每个地理环境要素的面积和六角格面积,进而计算出每个地理 环境要素与六角格的压盖面积比。
[0062] 其中,栅格矩阵尺寸的设置是栅格矩阵算法的关键,因为不同的栅格矩阵尺寸对 算法的计算精度和计算效率具有不同的影响。对于一个兵棋地图,六角格的尺寸是确定的, 因而令栅格矩阵的尺寸r = nR,其中,R为六角格尺寸,η为倍数值,0〈η〈1。那么,η值的确 定十分关键,本实施例中在兼顾考虑算法计算精度和效率条件下,确定出倍数η的最佳取 值区间为1/32~1/64,具体实验步骤如下:
[0063] 1)数据准备:选择河南登封地区的1:25万矢量地图数据作为实验区域,如图6所 不。
[0064] 2)选择植被要素作为兵棋地图属性建模的实验对象:设定栅格矩阵尺寸r为六角 格尺寸 R 的不同倍数值 η : 1/16、1/20、1/24、1/28、1/32、1/36、1/40、1/64、1/128、1/256,计 算植被要素与六角格的压盖面积比。
[0065] 3)验证六角格尺寸对栅格矩阵算法的影响:分别建立不同六角格尺寸(R = 500m、 1000m、2000m)的兵棋地图,如图7所示。
[0066] 4)建立以栅格矩阵尺寸r为横轴,全部六角格计算时间(即,计算地理环境要素与 全部六角格压盖面积比时所花费的时间)为纵轴的散点图,表现为栅格矩阵尺寸减少(靠 近〇的部分),系统所耗费的计算时间急剧增加,呈现指数函数分布。拟合指数函数T = a*exp (_br),其可决系数(如果样本回归线对样本观测值拟合程度越好,各样本观测点与 回归均做出解释的离差平方和与总离差平方和越接近;反之,拟合程度越差,相差越大)高 达0.999以上,两者之间呈现强相关关系,如图8。
[0067] 5)从图8(a)、(b)、(c)以及相应的指数拟合函数,可以发现:当六角格尺寸不同 时,栅格矩阵尺寸和计算时间的拟合趋势,即系数值b分别为233400、51010、9450,与需要 计算的六角格数目成线性函数关系(图9),表明不同六角格尺寸时拟合得到的指数函数可 以表示为一个统一的函数;并且从图形趋势来看,