名稱：桌面推演電子沙盤系統(tǒng)V1.0

證書號：軟著登字第8645180號

著作權(quán)人：應吉演練（上海）科技有限公司

1 、 概述

《桌面推演電子沙盤系統(tǒng)》是基于應吉Sim Tab交互式電子沙盤系統(tǒng)平臺構(gòu)建,集先進的地理信息技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、人機交互技術(shù)為一體，以全球衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)為基礎，疊加真實的多級精度的三維地理信息數(shù)據(jù)及局部重點區(qū)域高精度建模構(gòu)建仿真環(huán)境。輔以強大的三維GIS功能、豐富的矢量數(shù)據(jù)，滿足各類突發(fā)事件的應急指揮、輔助決策等需要。

2、軟件系統(tǒng)架構(gòu)

桌面推演電子沙盤系統(tǒng)架構(gòu)圖

2.1應用層

三維可視化軟件分系統(tǒng)業(yè)務應用層主要包括：地理信息顯示、場景漫游、三維模型部署、軍標圖庫、多媒體功能、預案管理、地理熱點、分析量算、電子白板等電子沙盤基礎功能。

2.2引擎層

引擎層是基于地理信息系統(tǒng)、視景仿真、可視化等技術(shù)的數(shù)據(jù)可視化開發(fā)平臺，可為各業(yè)務專業(yè)可視化應用系統(tǒng)提供完整的可視化系統(tǒng)構(gòu)建、運行系統(tǒng)管理、運行支持。

2.3數(shù)據(jù)層

軟件分系統(tǒng)內(nèi)部管理的各種數(shù)據(jù)資源，主要包括：地形資源數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)、系統(tǒng)參數(shù)配置數(shù)據(jù)等。

3、系統(tǒng)功能設計

桌面推演電子沙盤系統(tǒng)可以通過同步系統(tǒng)實現(xiàn)分布式部署，可以支持多人順暢和實時地操作使用，可以通過權(quán)限管理模塊實現(xiàn)對操作人員操作權(quán)限的劃分。

3.1數(shù)字地球顯示

數(shù)字地球顯示是桌面推演電子沙盤系統(tǒng)的基礎支撐功能模塊。以數(shù)字星球為基礎，可加載真實的、大范圍的、高精度的地理信息數(shù)據(jù)，并能夠加載三維建筑模型及二維矢量電子地圖，創(chuàng)建出真實的三維虛擬環(huán)境。支持多級混合精度的三維地理數(shù)據(jù)，不同地區(qū)可根據(jù)需求加載不同精度的地形數(shù)據(jù)。

數(shù)字地球示意圖

3.2   場景漫游

（1）自動漫游模式用戶可以自定義漫游路徑及方向，漫游路徑可以在屏幕上手工繪制調(diào)整，可以實現(xiàn)任意形式的漫游（包括旋轉(zhuǎn)、環(huán)繞等形式）。

自動漫游示意圖

（2）手動漫游模式

根據(jù)用戶的需要，還也可以切換到手動漫游的方式，用戶可以通過鼠標或鍵盤來操作控制，進行放大縮小、拉近、旋轉(zhuǎn)等操作。

3.3   興趣點

支持在地圖上標注興趣點，高亮顯示，并以文本方式顯示興趣點相關(guān)信息。

3.4   圖層管理

提供圖層管理功能，用戶可以控制不同圖層的顯隱控制。在此系統(tǒng)中將圖層劃分為：基礎地理信息圖層（如：國界、省界、市界、道路、交通等）、整體態(tài)勢層、監(jiān)控設備層、告警數(shù)據(jù)層等。

圖層管理窗口可以由用戶在使用中拖曳放置，可以在任意位置。三維場景中地名顯示及其它地理信息顯示形式可以由用戶在場景編輯軟件中自定義字體、大小、顏色等信息。

圖層管理示意圖

3.5   三維模型部署

三維模型部署功能主要用于指揮人員根據(jù)突發(fā)事件處理的需要，在地圖上進行部署模型及符號，主要包括：三維實體類型對象、符號類型對象。通過鼠標或觸摸操作可以方便將三維模型等布置到虛擬現(xiàn)實環(huán)境中，并提供對象增刪、配置關(guān)聯(lián)信息、顯示隱藏等功能。模型對象窗口可以由用戶自行確定放置位置，可以導入3DMAX等第三方軟件做作的模型。

三維模型部署示意圖

3.6    地理熱點

用戶可以把三維場景內(nèi)的重點區(qū)域設置為熱點，并能夠通過熱點導引快速漫游到該區(qū)域，實現(xiàn)熱點之間的快速切換，快速的獲取不同熱點的信息。

主要功能包括：添加熱點、刪除熱點。支持用戶自定義熱點分組顯示。能夠?qū)崿F(xiàn)分頁顯示多個熱點?？梢酝戏旁谧烂嫔蠈崿F(xiàn)快速切換熱點區(qū)域。

地圖熱點示意圖

3.7  預案管理

系統(tǒng)提供預案配置管理功能，可以選擇路線編輯設置起點時間、漫游速度、匹配目標對象，關(guān)聯(lián)視頻、圖片、文字等多媒體信息生成推演方案。推演功能可用于對預先規(guī)劃的行動方案按時序生成推演演示過程，并控制演示規(guī)劃方案。

系統(tǒng)提供對預案的快放、慢放、暫停、關(guān)鍵點播放、分段播放等；

關(guān)鍵點標記：對比較感興趣的關(guān)鍵點進行標記，并將這些關(guān)鍵點在時間軸上表示出來，用戶通過拖動時間軸切換到相應的關(guān)鍵點觀看預案播放的情況；

分段展示：對于較長的預案，我們也許并不需要觀看它的全部內(nèi)容，我們只需標記關(guān)鍵點，將預案分為若干段，只對其中的一段預案進行展示。

提供預案保存功能，根據(jù)用戶需求定制，預案可以存放在本地文件系統(tǒng)也可以存放在服務器數(shù)據(jù)庫內(nèi)。

預案推演示意圖

3.8  多媒體應用

系統(tǒng)支持導入圖片、視頻、文檔、電子書等多媒體內(nèi)容，可以為園區(qū)規(guī)劃展示、園區(qū)招商引資等提供多樣豐富的展示內(nèi)容。

? 支持PPT、word等文本播放；

? 支持bmp、jpg、gif等通用格式圖片播放；

? 支持rm、rmvb、mpg、wmv、avi等格式視頻播放；

? 支持電子書播放。

4 、系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

4.1  Sim3D視景仿真引擎

Sim3D視景仿真引擎是針對工業(yè)、裝備研制、科學實驗、模擬訓練等行業(yè)應用設計開發(fā)的功能強大的真實-實時三維可視化引擎。Sim3D視景仿真引擎具有接近真實的表現(xiàn)效果、優(yōu)異的性能、支持無限場景和細節(jié)等獨特的特性，并提供面向?qū)ο竽_本、場景編輯器等開發(fā)工具，能夠為快速創(chuàng)建視景仿真、指揮態(tài)勢、模擬訓練專業(yè)應用軟件提供有力支持。

  4.1.1 平臺特性

（1）大規(guī)模場景

由于Sim3D支持雙精度浮點數(shù)坐標系因此可以處理空前規(guī)模的虛擬世界，具有廣闊的植被系統(tǒng)、高級多細節(jié)層次系統(tǒng)、高速光照數(shù)據(jù)。

 Sim3D渲染效果圖

（2）靈活性

真實的多目標框架成果地應用于多種不同的領(lǐng)域，源于擁有強大的API、插件架構(gòu)、開放的數(shù)據(jù)格式。

（3）完整的框架

為交互式實時三維應用提供完成功能特性的統(tǒng)一平臺，包含：圖像生成、場景管理、全特性物理引擎、動畫系統(tǒng)、聲效、輸入設備、GUI及工具等。

 Sim3D渲染效果圖

 4.1.2 平臺功能

（1）支持逼真的三維視景效果；

（2）支持物理引擎，具有碰撞檢測功能；

（3）支持立體云、霧、雨、雪、海水等自然環(huán)境仿真效果；

（4） 提供常用的多精度武器裝備三維模型；

（5） 支持實時多通道和立體顯示；

（6） 支持頭盔、姿態(tài)傳感器等虛擬現(xiàn)實外設。

4.2  SimPlanet數(shù)字星球引擎

SimPlanet 數(shù)字星球引擎是一套好的實時三維數(shù)字地球平臺軟件。憑借其創(chuàng)新的數(shù)據(jù)管理技術(shù)和三維數(shù)字化顯示技術(shù)，利用海量的數(shù)字影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程數(shù)據(jù)構(gòu)建虛擬現(xiàn)實世界的三維場景。它能夠很好地支持全球態(tài)勢、航天、海洋等應用，為多種多樣的行業(yè)應用提供逼真顯示效果、高實時性、易用的三維地理信息支持平臺。

4.2.1 平臺特性

（1）實時數(shù)字地球引擎

SimPlanet數(shù)字星球引擎采用集約化數(shù)據(jù)管理方式構(gòu)建本地地理數(shù)據(jù)集，能夠為客戶提供高性能、高實時性數(shù)字地球可視化顯示。

數(shù)字星球

（2）照片級仿真效果

SimPlanet數(shù)字星球引擎利用高精度Shading、快速法線、實時高程網(wǎng)格生成等技術(shù)，實現(xiàn)高精度、照片級渲染輸出效果。

照片級仿真效果

（3）大規(guī)模多級嵌套

采用特定的結(jié)構(gòu)化地形、影像模型，支持PB級大規(guī)模地形并支持多級精度嵌套地形影像數(shù)據(jù)，可支持0.1米分辨率（支持無限細節(jié)）的正射影像數(shù)據(jù)，具有更加廣泛應用場景。

高精度地形加載

4.2.2  平臺功能

（1） 依據(jù)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，實時、逼真的再現(xiàn)全球地形地貌；

（2） 所見即所得的地形編輯，創(chuàng)建任意所需的地形；

（3） 二維矢量數(shù)據(jù)實時疊加顯示，二三維信息融為一體；

（4） 根據(jù)矢量數(shù)據(jù)，快速、高效的生成大規(guī)模道路；

（5） 實時暈渲顯示，更為直觀的表現(xiàn)全局態(tài)勢。

4.3  SimVIZ可視化仿真框架

SimVIZ可視化仿真平臺針對虛擬現(xiàn)實、試驗數(shù)據(jù)監(jiān)控、指揮控制等行業(yè)應用而設計的應用程序框架。SimVIZ可視化仿真平臺應用開放體系架構(gòu)實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動管理、運行管理、運行支持等核心功能，為開發(fā)試驗數(shù)據(jù)監(jiān)控、仿真模擬訓練等專業(yè)應用系統(tǒng)提供一整套靈活的API和輔助工具。

4.3.1平臺特性

（1）開放和良好的伸縮性

采用開放式架構(gòu)設計理念并提供基于插件的功能組件結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)具有良好的適應性、靈活性和可擴展性，能良好地支持不同規(guī)模、復雜度的可視化仿真應用開發(fā)。

（2）靈活性

實現(xiàn)了靈活的面向?qū)ο竽_本引擎，采用經(jīng)過大量驗證的對象屬性、行為擴展架構(gòu)支持靈活實現(xiàn)和擴展虛擬世界對象，可以保證開發(fā)形成的資源可繼承和復用。

針對實時數(shù)據(jù)監(jiān)控、模擬訓練、指控等應用并結(jié)合實時分布式系統(tǒng)需求，提供對HLA/RTI、DDS、CORBA等實時分布式協(xié)議的支持。

（3）良好的易用性

針對虛擬現(xiàn)實、試驗數(shù)據(jù)可視化、仿真模擬訓練等應用提供場景編輯、對象編輯、場景部署、虛擬儀表編輯等完整的配套工具軟件，能夠有效提高用戶開放各種仿真應用軟件效率。

（4）支持CAD/CAE工業(yè)標準數(shù)據(jù)

SimVIZ提供的模型編輯軟件可以導入多種CAD、CAE設計軟件輸出的模型，支持：3DSMax、Maya、Pro/E、Catia、SolidWorks等工業(yè)標準數(shù)據(jù)格式，能夠方便整合利用多種專業(yè)工具三維模型，可更好提升投資價值，并具有廣泛的應用空間。

4.3.2 平臺功能

（1）提供糅合多種表現(xiàn)方式的可視化仿真開發(fā)平臺；

（2）提供基于虛擬儀表、三維視景等表現(xiàn)方式的一體化開發(fā)工具；

（3）提供可視化方式的邏輯算法編輯器，方便設置各種表現(xiàn)對象的屬性和行為動作；

（4）提供C++腳本技術(shù)支持從底層對象行為屬性到上層應用開發(fā)；

（5）提供標準的擴展接口支持各類設備、協(xié)議等接入平臺應用。

5 、系統(tǒng)特性

（1）全面直觀的效果呈現(xiàn)

利用二、三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將大量復雜的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析處理，簡潔明了地呈現(xiàn)出來。

（2）高逼真度的三維效果

系統(tǒng)能夠提供照片級的逼真三維可視化效果、三維虛擬場景仿真效果；

（3）多方位態(tài)勢呈現(xiàn)

系統(tǒng)不僅能夠展示出整體場景態(tài)勢，還能快速定位到局部熱點場景；

（4）快速準確的信息提供

快速提供關(guān)鍵有效的信息，便于領(lǐng)導科學、準確地做出決策；

（5） 完美無縫的系統(tǒng)融合

和其他生產(chǎn)系統(tǒng)完美對接，實現(xiàn)多層次多視角的運行管理維護；

（6）豐富強大的功能組合

模塊化設計，提供了諸多功能集合，完全根據(jù)用戶需要自行組合。

6 、主要技術(shù)指標

1、三維圖影像精度高支持0.1米及以上，矢量數(shù)據(jù)支持1：2000及以上；

2、提供地形生成工具，利用GeoTiff格式的原始高程和衛(wèi)片創(chuàng)建生成三維地形；

3、支持混合顯示不同層之間的衛(wèi)片數(shù)據(jù)；可以設置不同層數(shù)據(jù)在主界面上的顯示順序；

4、支持加載上次場景中生成的XML配置文件，支持地形數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)更新；同時支持繼續(xù)上次中斷的地形數(shù)據(jù)生成工作；

5、系統(tǒng)支持CGS2000和WGS84大地基準；

6、支持多種圖形系統(tǒng)API（支持DirectX 9 / 10的DirectX / DirectX的11 / OpenGL的）渲染；完整支持64位操作系統(tǒng)；

7、支持各種聲音和音樂的虛擬環(huán)境；支持流媒體播放功能。

8、三維視景顯示刷新率不低于每秒25幀，顯示的速率與真實驅(qū)動數(shù)據(jù)的生成和提供的速率無關(guān)；

9、用戶界面操作響應連續(xù)順暢，無后臺讀寫請求的單次操作響應不大于1s；

10、網(wǎng)絡暢通的條件下協(xié)作講評端顯示主講評端桌面內(nèi)容的時間延遲不大于5s。

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