便携式三维电子沙盘实战应用系统及核心算法研究

一、 概述
便携式三维电子沙盘采用军工加固三防笔记本，具有IP65级防尘防水防摔性能，以大数据、云计算、虚拟现实、物联网、AI等先进技术为支撑，支持高清卫星影像、DEM高程数据、矢量数据、三维模型、倾斜摄像、BIM、点云、城市白模、等高线、标高点等数据融合和切换，真实模拟地形、地貌、地物，结合地理空间专业数据、执勤兵力部署、军队相关专业数据、兵要地志数据、三维场景等信息，实现人性化的交互方式进行操作，具有放大、缩小、漫游、旋转、360度浏览、手势触控、图上量算、空间分析、位置采集、地区导航、地图标注、重要目标、军事标绘、飞行漫游、地图打印、地图切换、场景特效、三维指南针、北斗导航、标号批量导入、场景特效及大数据支持，提供空间立体战争态势展示，提供复杂战场环境下的战略战术决策指挥。主要应用于军事训练和指挥演练，为军队提供空间立体信息可视化、空间分析和空间决策支撑，实施多元化训练、多层次演练和实战指挥，支持军事精细化命令指挥，打造移动网络战场，提高军事训练水平和指挥能力，有效增强军队战斗力。

  二、	主要功能
  基础功能	地球模拟、放大、缩小、漫游、旋转、360度浏览、二三维地图切换。

手势触控 利用触控技术控制三维电子沙盘，实现多种手势操作，单指平移地图、双指缩放地图、双指倾斜地图、双指旋转地图。
图上量算 实现对三维空间的量算功能，包括测量长度、测量水平面积、测量贴地面积、测量高度、角度测量、高度差测量、剖面测量功能。
空间分析 将实际空间地理环境可视化，实现三维数据的空间分析，主要包括可视域分析、日照分析、地形开挖、坡度坡向分析、方量分析、三维模型剖切功能。
检索定位 通过输入的关键字或关键字首字母，对三维电子沙盘数据库进行快速准确的检索，并可以在三维地图中定位显示查询结果，帮助用户更快的找到所需的位置。
空间检索 提供空间数据检索服务，支持多种查询方式，如空间搜索、图形搜索等，从而满足复杂的查询要求；选择行政区、视域，绘制长方形、圆形、多边形，绘制点、线、面缓冲区，输入查询条件，实现三维地图空间检索功能。
位置采集 检测物体在三维空间中的位置，采集光标当前位置的经度、纬度及海拨信息。
地区导航 构建省、市、县区地理信息矢量数据，按省、市、县区三级行政区划进行地区定位导航。
点位勘察 在图上标记特定位置、并设置名称、备注信息。标注的数据可以保存成文件，也可以再次打开之前保存的文件。可以拖动图标修改标记的位置。
重要目标 可以将重要目标当前视域（当前的位置信息）保存为书签记录，单击快速切换地图视域区域；并能够关联文本、图片、视频等信息。
军事标绘 利用三维地理空间数据技术，建立模拟和模型化的军事标绘工具，用于表示地形、地貌、军事标号等信息，利用符号、文字、标号和地图等图形元素，实现三维模型、军事标号（上千个标号）、二维平面（可设置动态效果）、三维立体（可设置动态效果）及钳击箭头、燕尾攻击箭头、平尾攻击箭头、集结地等军事图标标绘，主要包括首长决心图、兵力部署图、敌我态势图等要图标绘，为首长定下决心提供辅助决策。
标绘推演
实现对军标的时序动作、时序播放、时序定位和时序复位进行可视化的编辑与推演功能。
路径勘察 以虚拟三维空间模型作为基础的视觉化漫游，基于三维地图设定勘察路径，可设置模型、视角高度、注记显示等信息，沿路径查看周边地形地貌。
地图打印 将当前显示地图打印或存为图片，以便用户可以在其他地方进行使用。
地图切换 提供给用户高度真实的地理空间体验，用户可以根据需求进行切换数据源，支持用户切换在线和离线高清卫星影像、二维电子地图等数据源，从而获得更准确、更真实的地理信息。
场景特效 支持雨、雪、雾、高亮、黑白、夜视等场景特效，可以让模拟的场景更加逼真，更能够模拟出实际环境中的表现。其中，雨、雪、雾等场景特效可以让模拟的场景更加逼真，而高亮、黑白、夜视等场景特效则可以增强模拟场景的视觉效果，从而更好地模拟实际环境。
三维指南针 显示当前三维的视角，并可单击或拖动快速切换视角，方便用户对三维主空间进行查看和调整。
视频联动 与视频系统对接，实现视频的调用，实时跟踪和监控关键物体的状态、位置变化，在必要时立即发出警报通知，有效提高沙盘安全管理效能，有助于及时有效地把握威胁并消除危害。
路径规划 全国范围离线路径分析，使用先进的路径规划算法对起点、途经点、终点之前的路径进行计算，实现主路径和2条迂回路径的分析、规划，并将计算结果显示在沙盘上，包括道路名称、路线长度、所需时间等信息。
应急推演 基于三维虚拟环境的应急推演功能，可以模拟实际的应急事件及各类紧急响应行动，将一系列资源和因素，包括应急资源、环境、天气、企业等，融入三维虚拟环境中，精确地预测和研判应急事件的发展趋势，能够标注事故地点，设置风速、风向等参数，分析影响范围及周边情况；选择N个安全撤离点，进行撤离分析，生成N条撤离线路；图选救援点，自动生成救援路线，设置救援速度，实现救援推演，从而提高应急处置能力，更好地预防和应对突发事件。
联动控制 采用激光笔、指挥杆或平板，有效的实现实体沙盘与电子沙盘的联动控制，将实体沙盘和电子沙盘的优势相结合。
桌面电子沙盘联动大屏三维地理信息系统 可实现行政区划图、原有挂图、交通图数字化，任意电子挂图的加载与切换，实现桌面电子沙盘联动大屏三维地理信息系统。
数据管理工具 实现标绘符号批量上传、修订和管理；地图源管理；地图图层管理功能。
网络服务接口 同时支持6台计算机内网使用。
数据支持 系统支持高清卫星影像、DEM高程数据、矢量数据、三维模型、倾斜摄像、BIM、点云、城市白模、等高线、标高点等10种数据融合和切换。含全球1-12级；全国13-15级；1个省 18级卫星影像及当地19级卫星影像，全国12.5米高程数据，1亿条信息点（含全国地名地址信息），全国最新版电子地图1-18级切片数据。

三、 强大优势
1、大数据支持：支持高清卫星影像、DEM高程数据、矢量数据、三维模型、倾斜摄像、BIM、点云、城市白模、等高线、标高点等10种数据海量数据支撑；1亿条信息点（含地名地址信息），全球等高线及高点信息，全球高清卫星影像，全球30米地形数据，全国12.5米地形数据，全国最新版电子地图1-18级切片数据，支持实时的数据分析、军事数据的存储和交互，可以有效的提高军事演练的效率。
2、三维可视化：通过三维可视化技术，可以将各种复杂的军事战术过程，如战术编队、敌情等，以可视化的方式呈现出来，大大提高了军事培训的效率。
3、军事标绘：支持批量标号导入，采用军事标绘技术，能够有效的将军事战术地图与具体的地形环境相连接，有效的模拟军事实战环境，从而更好的提高军事实战的实效性。
4、实战化：采用了实战化的设计，可以模拟实际的军事战场，更好的帮助军事培训的实施，以更实际、更全面的方式来提高军事实战能力。
5、稳定可靠：采用高可靠的硬件设计，可以满足军事实战的稳定性要求，在现场可以长时间运行，提高军事演练的效率。
6、防水防尘防摔：采用了防水防尘防摔的设计，可以在恶劣的环境下正常运行，不受外界环境的影响，从而保证军事演练的顺利进行。
7、加固：便携式军工三维电子沙盘实战应用系统采用了专业的加固设计，可以抵御恶劣的军事环境，更好的保障系统的正常运行，从而提高军事演练的效率。
8、支持私有化部署，支持多种鼠标、多点触控等多种操作手段，支持便携式加固笔记本、大屏、PC、平板应用。
四、最优路径算法模型
便携式三维电子沙盘最优路径算法 代码
#include
using namespace std;

// 定义点结构体
struct Point
{
int x;
int y;
};

// 计算两点之间的距离
double distance(Point p1, Point p2)
{
return sqrt((p1.x - p2.x) * (p1.x - p2.x) + (p1.y - p2.y) * (p1.y - p2.y));
}

// 计算最优路径
void optimalPath(Point points[], int n)
{
double** dis = new double*[n]; // 存储任意两点之间的距离
for (int i = 0; i < n; i++)
{
dis[i] = new double[n];
for (int j = 0; j < n; j++)
{
dis[i][j] = distance(points[i], points[j]);
}
}

int* path = new int[n];     // 存储最优路径
int minIndex;
double min, temp;
for (int i = 0; i < n; i++)
{
    path[i] = i;
}
for (int i = 0; i < n - 1; i++)
{
    min = dis[i][i + 1];
    minIndex = i + 1;
    for (int j = i + 2; j < n; j++)
    {
        temp = dis[i][j];
        if (temp < min)
        {
            min = temp;
            minIndex = j;
        }
    }
    int swap = path[i + 1];
    path[i + 1] = path[minIndex];
    path[minIndex] = swap;
}

// 输出最优路径
cout << "The optimal path is: ";
for (int i = 0; i < n; i++)
{
    cout << path[i] << " ";
}
cout << endl;

delete[] path;
for (int i = 0; i < n; i++)
{
    delete[] dis[i];
}
delete[] dis;

}

int main()
{
int n;
cout << "Please enter the number of points: ";
cin >> n;
Point* points = new Point[n];
cout << "Please enter the coordinates of points: " << endl;
for (int i = 0; i < n; i++)
{
cin >> points[i].x >> points[i].y;
}

optimalPath(points, n);

delete[] points;
return 0;

}
五、与实体沙盘联动算法

一、算法概述

本算法主要用于解决车辆自动驾驶系统中，便携式三维电子沙盘与实体沙盘联动的问题，其主要目的有两个：

1. 实现便携式三维电子沙盘与实体沙盘的联动，以便实现系统的精确定位。

2. 提高系统的安全性，防止车辆出现意外情况。

本算法使用了全局定位算法，利用实体沙盘中的地理信息，结合电子沙盘中的车辆位置，实现联动，从而实现精确定位。

二、算法原理

本算法的主要步骤如下：

1. 首先获取实体沙盘中的地理信息；

2. 然后获取电子沙盘中的车辆位置；

3. 根据实体沙盘中的地理信息以及电子沙盘中的车辆位置，使用全局定位算法，计算出车辆的全局位置；

4. 最后，将计算出的车辆全局位置发送给控制系统，实现车辆的精确定位。