靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)電子地圖論文范文

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1對(duì)靶場(chǎng)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理

在靶場(chǎng)gis系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，必須充分考慮靶場(chǎng)試驗(yàn)區(qū)域廣闊、地理環(huán)境復(fù)雜的特性，并且由于靶場(chǎng)試驗(yàn)所需地理信息數(shù)據(jù)的精度高，使得相同面積下靶場(chǎng)使用的地理信息的數(shù)據(jù)量更大。為滿足靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)海量地理信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求，必須對(duì)靶場(chǎng)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理。目前，在GIS研究領(lǐng)域中，對(duì)地理信息數(shù)據(jù)的壓縮技術(shù)較為成熟。當(dāng)前，主流壓縮方法有：針對(duì)地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮的道格拉斯——普克法、垂距法、基于小波技術(shù)的壓縮方法，以及針對(duì)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮的雙線性內(nèi)插值法、最鄰近插值法、GIF層次壓縮算法和JPEG層次壓縮算法等。以上壓縮算法均為成熟的壓縮技術(shù)，可直接應(yīng)用于靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中。

2GIS系統(tǒng)地理信息數(shù)據(jù)調(diào)度

在GIS系統(tǒng)硬件環(huán)境設(shè)計(jì)完成，軟件設(shè)計(jì)人員將確定系統(tǒng)地圖繪制所采用算法后，GIS系統(tǒng)的地理信息數(shù)據(jù)調(diào)度的作用是提高系統(tǒng)組織和調(diào)度信息的效率，GIS數(shù)據(jù)調(diào)度算法科學(xué)與高效程度將決定系統(tǒng)完成地圖顯示所需時(shí)間長(zhǎng)短的關(guān)鍵。GIS數(shù)據(jù)調(diào)度方法主要是數(shù)據(jù)何時(shí)讀取、怎樣讀取以及數(shù)據(jù)處理策略的問題。當(dāng)前，GIS數(shù)據(jù)調(diào)度技術(shù)應(yīng)用較為成熟，在GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)中大多將緩存技術(shù)和多線程技術(shù)相結(jié)合使用，以完成系統(tǒng)對(duì)地圖數(shù)據(jù)的組織和調(diào)度。

2.1數(shù)據(jù)預(yù)加載緩存技術(shù)目前，較為流行的緩存技術(shù)主要有：空間數(shù)據(jù)預(yù)取算法及快速訪問技術(shù)，根據(jù)WebGIS信息被訪問的頻率提出的預(yù)測(cè)模型，切片緩存技術(shù)，以及地圖快速漫游的雙緩存策略，基于多任務(wù)的多緩存技術(shù)等。本文重點(diǎn)研究數(shù)據(jù)預(yù)加載技術(shù)在靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)中進(jìn)行地圖縮放、漫游過程中的數(shù)據(jù)調(diào)度應(yīng)用。GIS系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前屏幕中顯示內(nèi)容，預(yù)斷接下來可能被訪問到的地理信息內(nèi)容，在用戶開始操作之前，應(yīng)用多線程技術(shù)進(jìn)行預(yù)先讀取，減少用戶對(duì)地圖操作產(chǎn)生的時(shí)間延遲，盡可能滿足用戶對(duì)系統(tǒng)顯示的實(shí)時(shí)性要求。GIS系統(tǒng)預(yù)加載算法設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)主要考慮用戶操作過程中，視點(diǎn)的移動(dòng)速度、方向、加速度、地理信息數(shù)據(jù)量、顯示屏幕刷新率，以及系統(tǒng)內(nèi)存容量。

2.2多線程技術(shù)的雙緩存策略在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取顯示時(shí)，從內(nèi)存直接讀取數(shù)據(jù)到顯存進(jìn)行顯示的速度明顯要比從磁盤讀取數(shù)據(jù)到顯存進(jìn)行顯示的速度較快得多，尤其是在信息量較大的情況下。若要完成對(duì)GIS系統(tǒng)中大量地理信息數(shù)據(jù)預(yù)先從磁盤讀取到內(nèi)存中，系統(tǒng)內(nèi)存中應(yīng)保留足夠的緩沖空間。雙緩存機(jī)制是結(jié)合數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)分塊的特點(diǎn)，在內(nèi)存中建立一個(gè)緩沖區(qū)，作為裝載高程及紋理數(shù)據(jù)的二級(jí)緩存，當(dāng)數(shù)據(jù)調(diào)度服務(wù)中心接收到請(qǐng)求的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)信息后，從緩存管理器中查詢地形數(shù)據(jù)是否在緩存區(qū)中，如在緩存區(qū)中，則直接發(fā)送給地形可視化系統(tǒng)；否則從磁盤中讀入相應(yīng)的數(shù)據(jù)放入緩存，再發(fā)送到可視化系統(tǒng)。為了保證GIS系統(tǒng)在顯示場(chǎng)景繪制過程中的穩(wěn)定性和連貫性要求，避免顯示畫面出現(xiàn)停頓現(xiàn)象，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中多采用多線程技術(shù)。當(dāng)前，GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)中大多將多線程技術(shù)和緩存技術(shù)配合使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS地理信息數(shù)據(jù)的調(diào)度與顯示處理。基于多線程技術(shù)的雙緩存策略就是一種典型的用于地圖漫游的數(shù)據(jù)調(diào)度方法，它較好地解決了漫游中出現(xiàn)的屏幕閃爍問題。以下將針對(duì)靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)在進(jìn)行地圖縮放和漫游時(shí)采用的數(shù)據(jù)調(diào)度方法及調(diào)度過程進(jìn)行研究。

3靶場(chǎng)GIS地圖縮放與漫游數(shù)據(jù)調(diào)度

3.1靶場(chǎng)GIS地圖縮放數(shù)據(jù)調(diào)度首先，對(duì)靶場(chǎng)指揮顯示系統(tǒng)中使用的地圖數(shù)據(jù)按照金字塔型存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行存儲(chǔ)。在靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)對(duì)地圖進(jìn)行縮放操作時(shí)，依據(jù)所需完成的縮放倍數(shù),從系統(tǒng)存儲(chǔ)中將相應(yīng)等級(jí)的地圖數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存進(jìn)行處理并顯示即可。在靶場(chǎng)GIS地圖數(shù)據(jù)組織調(diào)度設(shè)計(jì)中，我們采用數(shù)據(jù)預(yù)加載和漸進(jìn)顯示相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)。

3.1.1數(shù)據(jù)預(yù)加載數(shù)據(jù)預(yù)加載是指在執(zhí)行縮放操作前，系統(tǒng)根據(jù)可視區(qū)域內(nèi)顯示的地圖信息等級(jí)，將與其相鄰的多個(gè)等級(jí)的地圖數(shù)據(jù)讀取并存儲(chǔ)于內(nèi)存，作為緩存數(shù)據(jù)，可大幅減少由于系統(tǒng)要從外部存儲(chǔ)設(shè)備讀取所需地圖數(shù)據(jù)時(shí)浪費(fèi)的大量時(shí)間，提高整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行地圖縮放操作的效率，滿足用戶對(duì)地圖縮放操作過程中顯示的實(shí)時(shí)性和流暢性要求。數(shù)據(jù)預(yù)加載的方法簡(jiǎn)單易行且效果明顯，可直接應(yīng)用于靶場(chǎng)GIS地圖數(shù)據(jù)組織調(diào)度的設(shè)計(jì)中。

3.1.2漸進(jìn)顯示在靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)中采用漸進(jìn)顯示技術(shù)的主要目的，是解決系統(tǒng)在對(duì)地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示的過程中可能出現(xiàn)的延遲問題。系統(tǒng)操作人員執(zhí)行地圖縮放操作后，系統(tǒng)首先將對(duì)操作所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量進(jìn)行判斷。當(dāng)數(shù)據(jù)量較大時(shí)，系統(tǒng)將無(wú)法滿足用戶對(duì)快速繪制地圖并實(shí)時(shí)顯示的要求，導(dǎo)致系統(tǒng)顯示延遲。為保證系統(tǒng)顯示的流暢性，我們對(duì)擬顯示的圖像采用算法進(jìn)行抽點(diǎn)處理，重新生成一幅較低質(zhì)量的圖像進(jìn)行替代后，快速顯示出來。與此同時(shí)，系統(tǒng)將在后臺(tái)對(duì)操作所需數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理完結(jié)后由系統(tǒng)完成刷新并重新顯示。因此，GIS用戶在操作過程中，將產(chǎn)生漸進(jìn)顯示的視覺效果。通過該處理方法，可在一定程度上緩解因操作人員頻繁進(jìn)行縮放操作時(shí)，帶給系統(tǒng)顯示畫面的停頓感，減小了用戶的視覺延遲效果，確保靶場(chǎng)指揮顯示系統(tǒng)GIS地圖顯示實(shí)時(shí)性和流暢性。

3.2靶場(chǎng)GIS地圖漫游數(shù)據(jù)調(diào)度在靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)中，地圖漫游速度及平滑程度是靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)顯示能力的重要技術(shù)指標(biāo)。當(dāng)前，GIS系統(tǒng)在地圖漫游調(diào)度設(shè)計(jì)中，大多采用多線程技術(shù)以消除漫游時(shí)可能產(chǎn)生的屏幕閃爍和畫面停頓不連續(xù)的問題。以下，主要討論采用雙緩存策略實(shí)現(xiàn)靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)地圖漫游數(shù)據(jù)調(diào)度設(shè)計(jì)。靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，首先在系統(tǒng)內(nèi)存中開辟兩塊緩存空間，專門用于存放繪制好的地理信息數(shù)據(jù)，我們將其定義為前臺(tái)緩存和后臺(tái)緩存，緩存的大小應(yīng)遠(yuǎn)超實(shí)際屏幕地理信息數(shù)據(jù)量。當(dāng)靶場(chǎng)指揮操作人員進(jìn)行地圖漫游操作時(shí)，靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)啟動(dòng)前臺(tái)線程，組織所需地理信息數(shù)據(jù),將其繪制完成并存儲(chǔ)在前臺(tái)緩存中。在系統(tǒng)進(jìn)行漫游操作過程中，若實(shí)際屏幕的中心位置偏離預(yù)先設(shè)置的觸發(fā)邊界，系統(tǒng)將立即啟動(dòng)后臺(tái)線程，以新的地理位置為中心組織對(duì)應(yīng)的地理信息數(shù)據(jù)，完成地圖繪制并存儲(chǔ)在后臺(tái)緩存中。當(dāng)屏幕中心移動(dòng)到切換邊界時(shí)，系統(tǒng)將后臺(tái)緩存中繪制好的圖像拷貝到屏幕的顯示緩存中，同時(shí)完成前后臺(tái)緩存的切換。循環(huán)往復(fù)，屏幕總是顯示已繪制好的地圖畫面。采用多線程的數(shù)據(jù)調(diào)度能有效提高靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)在地圖漫游操作時(shí)，屏幕顯示畫面的實(shí)時(shí)性和地圖漫游顯示的平滑程度。

4結(jié)束語(yǔ)

本文主要介紹了如何在靶場(chǎng)指揮顯示系統(tǒng)中快速顯示電子地圖的典型方法，并對(duì)靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)中的電子地圖縮放和漫游的數(shù)據(jù)調(diào)度方法做了詳細(xì)研究，可推廣應(yīng)用于靶場(chǎng)指揮顯示系統(tǒng)建設(shè)中，滿足靶場(chǎng)在試驗(yàn)過程中實(shí)時(shí)有效進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)度，并對(duì)電子地圖進(jìn)行快速操作的要求，為靶場(chǎng)首長(zhǎng)機(jī)關(guān)對(duì)試驗(yàn)的實(shí)時(shí)、科學(xué)指揮的提供決策支撐。

作者：楊斌單位：云南省電子工業(yè)研究所