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战术级地形分析OCOKA模型的建立与系统设计

作　者: 邱宗辉
导　师: 李军
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: OCOKA 战术级地形分析作战模型 GIS 空间分析
分类号: N945.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

技术不断地改变着我们的生活,却很难改变我们的思想。现代信息技术在军事领域中不适当运用,往往是带来的问题比解决的问题还要多。技术在推动着时代的前进,而军事理论如果跟不上时代的步伐,我们可能就会不懈地研究着一种已经过时,而且我们也永远不会再打的战争。信息技术运用于军事领域,其核心目的是为了解决认知“山的那一边”的问题,从而拨开战争迷雾,以减少指挥控制和遂行任务的不确定性。构建战术级的地形分析系统的目的是协助战术兵团指挥官认识所处的战场环境,研判地形的特点,为拟制作战计划提供依据。我军现有的战术级地形分析系统大多数研发于八九十年代,由于没有充分地满足各级指挥官和参谋人员的预期,所以没有得到广泛的普及与应用,其根本原因是缺乏军事理论的牵引和技术手段的不合理运用,直接原因是没有一套标准化的地形分析方法和可信度高的数学模型。在GIS技术有了迅猛发展的今天,如何在新的技术背景条件下,在具有时代活力的军事理论指导下,构建通用性高、实用性强、标准化的战术级地形分析系统,是摆在我们面前的重大挑战。本文从研究现代战争理论和野战条令出发,以如何客观地描述、提取、分析、表达地形的战术特点为核心研究内容,以“OCOKA”(是指视界与射界、隐蔽与掩蔽、障碍、关键地形、接近通道五个英文单词的缩写)为主要线索,以工程化的系统设计为结果,其目的旨在为重建我军的战术级地形分析系统作理论铺垫。构建软件系统的前提条件是建立战术级地形分析的模型。本文的第二章,借鉴了美军的军事经验,结合我军的特点,以两部美军野战条令为蓝本,提出了战术级地形分析的“OCOKA”模型,分析了其与传统军事原则及现代战争的关系。第三章是将“OCOKA”的概念模型抽象成数学模型的过程,此章首先提出了作战模型的构建应遵循“主/客严格分离”、“人/机合理分工”的思想,以作为总体设计思路来指导模型的建立。紧接下来,详细构建了“OCOKA”地形分析数学模型,建立了基本概念,分析了约束条件,提出了计算公式,设计了评估因素,并将“OCOKA”与现有的地形分析模型进行了比较分析。第四章是研讨“OCOKA”的求解与应用方式。首先从总体上介绍了模型输入的数据和输出的分析结果,以及模型应用的三个基本步骤,然后结合五个方面的相关示例,分别研究了具体的输入与输出和详细的求解方法以及数据表现方式。第五章是研究如何将“OCOKA”的数学模型、求解方法、应用过程变成计算机的程序流程,此章首先讨论了“OCOKA”模型应用过程中涉及的关键性技术——GIS空间分析技术,然后设计了战术级地形分析系统的总体框架和“OCOKA”模型五个模块的主要流程与数据库。第六章总结了本课题的研究成果,展望了军事地形分析系统的发展方向。在八九十年代,我军曾经掀起过作战模型与模拟的“热潮”。退潮之后,长时间内地形分析建模研究被冷落在一个被遗忘的角落。在新的世纪里,我军在构建成熟的地形分析系统方面,还有漫长的路要走。“OCOKA”模型的提出希望能成为一个开端,它为我们在战术级地形分析建模研究方面打开一个新的窗口。其建模理念、数学模型和求解方法,是一个新的事物,肯定存在诸多不足之外,还有待于实践的检验。但是提出新的思想,在更广泛的范围内引起争论,正是作者研究此课题的主要诉求。

全文目录

摘要  10-12
ABSTRACT  12-14
第一章绪论  14-27
  1.1 课题的背景与意义  14-17
  1.2 美军地形分析系统的介绍与分析  17-21
  1.3 国内军事地形分析系统现状与不足  21-23
  1.4 论文的主要工作及结构安排  23-27
第二章 “OCOKA”模型的提出与理论基础  27-39
  2.1 地形的分类及其影响军事行动的基本规律  27-31
    2.1.1 地形的要素分类  27-28
    2.1.2 地形的区域分类  28-29
    2.1.3 地形影响军事行动的规律  29-31
  2.2 “OCOKA”模型的提出  31-33
  2.3 “OCOKA”模型的理论基础  33-39
    2.3.1 “OCOKA”与基本战斗动作  33-34
    2.3.2 “OCOKA”与军事原则  34-37
    3.2.3 “OCOKA”与现代战争  37-39
第三章 “OCOKA”模型的建模与分析  39-63
  3.1 “OCOKA”的总体建模思路  39-40
  3.2 “OCOKA”模型的详细设计  40-54
    3.2.1 视界与射界(Observation and Fields of fire)  41-44
    3.2.2 隐蔽与掩蔽(Cover and Concealment)  44-45
    3.2.3 障碍(Obstacles)  45-46
    3.2.4 关键地形(Key Terrain)  46-49
    3.2.5 接近通道(Avenues of Approach)  49-54
  3.3 “OCOKA”模型与现有模型的比较分析  54-63
    3.3.1 “要点地形”与“关键地形”模型的比较分析  55-58
    3.3.2 “接近路”与“接近通道”模型的比较分析  58-60
    3.3.3 “OCOKA”模型存在的不足与完善模型的设想  60-63
第四章 “OCOKA”模型的求解方法与应用过程  63-87
  4.1 输入输出及分析步骤  63-64
  4.2 视界与射界模型的求解方法与应用过程  64-73
  4.3 隐蔽模型的求解方法与应用过程  73-75
  4.4 障碍模型的求解方法与应用过程  75-78
  4.5 关键地形模型的求解方法与应用过程  78-81
  4.6 接近通道模型的求解方法与应用过程  81-87
第五章基于“OCOKA”模型的关键性技术与系统设计  87-104
  5.1 基于OCOKA”模型的关键性技术研究  87-92
    5.1.1 可视性分析技术  87-89
    5.1.2 缓冲区分析技术  89-90
    5.1.3 坡面姿态提取技术  90-92
  5.2 基于OCOKA”模型的系统设计  92-104
    5.2.1 系统框架结构  92-94
    5.2.2 地形分析子系统主要模块与数据库设计  94-104
第六章总结与展望  104-106
  6.1 建模型研究的总结  104-105
  6.2 军事地形分析系统未来的发展趋势  105-106
致谢  106-107
作者在学期间取得的学术成果  107-108
参考文献  108-109

战术级地形分析OCOKA模型的建立与系统设计

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