军用嵌入式GIS平台图形用户界面及军标符号库的设置

第一章绪论1.1课题背景战争总是带有其所处时代的特征，信息战、网络中心战将成为未来战争的主要模式。其主要特征是部队具备一定程度的信息收集、共享和获取的能力，以建立和维持超越对手的信息优势，同时具备在信息域进行协同的能力。军用战术无线信息终端预研项目正是为了提高我军信息共享能力而提出的，其总体功能为在由8一16个嵌入式平台通过超短波跳频电台构成的分组无线网平台上，集成嵌入式GIS和数据通信功能，实现部队成员之间彼此位置态势报告、目标标绘、地图浏览、地图分析和短报文命令的分发接收等功能。该系统集嵌入式GIS、组件式Gls、通讯、嵌入式硬件系统设计等技术于一体，是我军新一代的信息终端。针对该项目在实时性、可移植性、跨平台应用等方面的特殊要求，本文主要研究满足系统需要的专用图形用户界面(GraphicsuserInterface，简称GUI)和军标符号库。1.2本文的目的和意义地理信息系统(GeographieInformationSystem，简称Gls)是一种空间信息系统，是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间与动态的地理信息，为地理研究和决策服务的计算机空间信息系统。GIS是多种学科交叉的产物，广泛应用于交通、通信、测绘、航空航天和军事等行业。我军地理信息基础数据库建设己初具规模，1:100万、1:25万的地形图数据库和1:50万的军事交通地图数据库已经建成，大比例尺的地形图数据库也在加紧建设，为我军地理信息需求提供了必要保障。GIS系统已在我军获得了广泛应用，其应用软件在标准WindowS平台下开发，主要由图形用户界面、地图显示、地形分析等模块组成。GUI和军标符号库是GlS应用软件开发过程中的基本工具。目前GUI一般采用Windows用户接口开发，具有开发周期短、便于维护等特点;军标符号库是军标所有点要素、线要素、面要素绘制算法的集成，它为开发GIS提供简易的用户接口。...............第二章嵌入式引s平台中Gul与军标符号库系统的选型研究2.1嵌入式Gls系统的选型原则根据所采用计算机系统的不同，GIS可以分为Pc一GIS和EM一GIS两类。PC‘Is是指组成地理信息系统的计算机系统为通用的个人电脑，而EM‘Is则为嵌入式计算机系统。EM一GIS和Pc‘1S都可以采用面向对象的编程方法来实现，对象模型的实现方式没有区别，但复杂程度有所不同，PC一GIS要求全面，而EM一GIS要求精练，功能可裁剪。嵌入式GIS的主要特点是可裁剪;性，包括数据格式、功能和数据的剪裁。不同的用户对兴趣点的要求不同，裁剪可顾及兴趣点内容的精确性、完整性。在设计军用嵌入式GIS平台时，考虑到实时性以及分辨率等要求，其中所用的数字地图就可以很简易，数据格式只需要道路、地标、水体和分界线信息即可，不必包含拓扑信息等其它层次。数据内容也要作剪裁，道路和地标信息要求详细，其它信息都可以做一定的简化，这样可以节省容量和提高速度。因此在设计过程中，首先要为地图符号制定合理的数据存贮结构，同时按照以下原则来设计平台中的GUI与军标符号库系统:................2.2嵌入式GUI系统的介绍与分析由于目前GUI中使用的API主流是Win32、XWindow、ava等，因此在设计或选择GUI时，还应注意使GUI系统至少在应用层上与上述图形窗口兼容。而如何实现具体嵌入式操作系统的GUI，与用户所选择的操作系统平台和硬件平台紧密相关。下面对一些常用的嵌入式操作系统GUI进行介绍:1、WinCEwincE是Micr0S。ft针对嵌入式产品的一套模块化设计的操作系统，己经为用户准备了很友好的GU工。wincE模块化的设计为:基本组合(核心模块+输入模块+文件系统250B~350B)、基本网络组合(上述模块+通信模块35OB~SOOB)、基本图形界面(上述模块+输入模块十GDI绘图模块450B~75OB)、基本视窗组合(上述模块+视窗管理模块十c0M750B一IMB)等，用户可以根据自己的需要选择适宜的组合形式。wincE支持win32API和评c子集。OEM厂商可以针对特定的需要选取操作系统模块，定制出自己的wincE，甚至可以替换操作系统的核心模块。对于GDI(图形设备接口)，它的多组件构成方式也使OEM厂商便于建立自己的GDI。..............第三章军用嵌入式Gls平台的Gul系统设计..............93.1GUI系统的功能简介与设计实现...............................93.2GUI系统实现中的相关技术...........................18第四章军用嵌入式Gls平台的军标符号库设计......................244.1标符号库的功能简介与设计实现........................244.2军标符号库的设计实现...............................26第六章 实验结果分析6.1绘制结果分析.........................6.2地图显示速度测试本节测试使用图6.2所示的军用电子地图进行，该地图包含了基于国家军用标准GB414一87的主要军标符号，如道路、居民区、河流等信息，绘制方法涵盖了系统主要的费时部分，具有一定的代表意义。测试表如下所示:由上表可以得出以下结论:专用嵌入式GUI与军标符号库系统的实现达到了预期设计要求，能够满足实际应用需求，在640x480分辨率下，显示一屏图像控制在15以内。比较上表的数据可知，在WincE平台下使用传统算法显示相同地图，其分辨率仅相当于嵌入式GIS平台的1/4且CPU速度快将近3倍，而显示速度反而慢4倍左右。因此，专用嵌入式GUI与军标符号库系统提高绘制速度的效果是显著的。............结束语目前GUI与符号库系统的设计基本实现了整个系统的框架结构与基本的图形和军标符号绘制功能。系统采用分层结构设计的思想，引入了图形抽象层的概念，使系统可以很方便的进行应用程序的依植与调试工作，并能实现系统的跨平台使用。在GUI系统中设计开发与军标符号库系统的直接接口，使符号库系统可以直接访问底层驱动设备，完全实现了符号库与底层的相融合，从而解决了目前许多符号库系统需要利用上层接口函数进行底层访问的问题，大大提高了符号库系统的绘制速度与显示效率，实现了军用战术无线信息终端对GUI和军标符号库系统设计提出的基本要求，能够达到实用化的效果。为了进一步提高该专用系统的性能，在以后的工作中还需要作一些改进工作，主要包括如下方面:为GU工系统添加更多高级图形功能，如提供窗口控件支持;根据系统CPU处理器的特点，提供由编辑编写的快速图形引擎并改写军标符号库中实时快速算法的关键代码，进一步提高地图符号的绘制速度;对线型的线帽处理做进一步的改善，使地图符号的绘制更为平滑和清晰。参考文献（略）