基于GIS的通信指揮網(wǎng)上訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引言
    近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代訓(xùn)練模擬技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并在世界各國(guó)部隊(duì)中得到普遍運(yùn)用，以加強(qiáng)作戰(zhàn)人員的訓(xùn)練。德國(guó)陸軍已經(jīng)開(kāi)發(fā)了“阿爾馬克”作戰(zhàn)訓(xùn)練中心，美國(guó)研制的近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練模擬器已經(jīng)被其裝甲部隊(duì)采用并進(jìn)行訓(xùn)練，英國(guó)皇家海軍聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)是世界上目前惟一最大的訓(xùn)練系統(tǒng)，我軍的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)也有了一定的發(fā)展。日前，北京軍區(qū)某通信總站運(yùn)用自主開(kāi)發(fā)的通信訓(xùn)練模擬系統(tǒng)對(duì)新戰(zhàn)士進(jìn)行崗前培訓(xùn)，使崗前訓(xùn)練周期縮短了4個(gè)月。目前各種類(lèi)型的訓(xùn)練系統(tǒng)層出不窮，但大多都建立在C／S模式下，并且不能由GIS平臺(tái)支持，不能利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)高效地實(shí)現(xiàn)輔助指揮，加上由于C／S模式自身的局限性，導(dǎo)致系統(tǒng)的推廣應(yīng)用受到了很大程度的限制。
    隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，尤其是．NET技術(shù)的飛速發(fā)展，使得實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)已成為可能，也為系統(tǒng)的集成和二次開(kāi)發(fā)提供了一個(gè)平臺(tái)。為了滿(mǎn)足通信指揮訓(xùn)練的實(shí)際需要和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用進(jìn)一步發(fā)展的要求，在此提出了一種B／S模式下基于GIS的通信指揮網(wǎng)上訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

1 GIS及其控件簡(jiǎn)介
    地理信息系統(tǒng)(geographic information system，GIS)是整個(gè)地球或部分區(qū)域的資源環(huán)境在計(jì)算機(jī)中的縮影，是反映人們賴(lài)以生存的現(xiàn)實(shí)世界的現(xiàn)狀與變遷的各類(lèi)空間數(shù)據(jù)及描述這些空間數(shù)據(jù)特征的屬性，是在計(jì)算機(jī)軟件和硬件的支持下，以一定的格式輸入、存儲(chǔ)、檢索、顯示和綜合分析應(yīng)用的技術(shù)系統(tǒng)。
    GIS的基本功能包括空間數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與組織、空間查詢(xún)與分析、圖形與交互顯示等。MapX是基于ActiveX技術(shù)的可編程組件，是在MapInfo公司為Microsoft Office開(kāi)發(fā)的可視化地圖組件DataMap的基礎(chǔ)上推出的。它提供了真正的對(duì)象聯(lián)接與嵌入控件，能夠同標(biāo)準(zhǔn)的編程語(yǔ)言，如delphi，VB，VC++等結(jié)合進(jìn)行開(kāi)發(fā)。MapX具有如下特點(diǎn)：
    (1)按圖層組織計(jì)算機(jī)地圖，可以與數(shù)據(jù)庫(kù)中的圖表實(shí)現(xiàn)真正的交融。
    (2)使用的圖層為矢量圖層，可以進(jìn)行無(wú)限的放大或縮小。
    (3)采用組件技術(shù)，縮短程序開(kāi)發(fā)周期。MapX可以脫離MapInfo平臺(tái)運(yùn)行，并且提供了一個(gè)流線化的對(duì)象模型，大量的方法和事件，高效的屬性頁(yè)和默認(rèn)值，以及其他向?qū)?，以此?lái)幫助簡(jiǎn)化應(yīng)用開(kāi)發(fā)。
    該系統(tǒng)利用VC++編譯器進(jìn)行編程，在整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，根據(jù)具體功能要求，采用了基于組件技術(shù)的二次開(kāi)發(fā)，在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，二次開(kāi)發(fā)主要是通過(guò)與MapX控件的集成，將電子地圖功能嵌入到本系統(tǒng)中。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2．1 總體設(shè)計(jì)
    “通信指揮網(wǎng)上訓(xùn)練系統(tǒng)”是以總隊(duì)指揮自動(dòng)化信息網(wǎng)為平臺(tái)，為各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)提供相關(guān)通信信息及通信人員訓(xùn)練服務(wù)而建立的通信訓(xùn)練平臺(tái)。系統(tǒng)包含了人員、信息管理、模擬訓(xùn)練、指揮輔助決策、信息綜合網(wǎng)絡(luò)發(fā)布等子系統(tǒng)。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖如圖1所示。其中，模擬訓(xùn)練子系統(tǒng)為核心部分，采用VC++與MapX相結(jié)合進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，內(nèi)容主要包括軍事標(biāo)圖、訓(xùn)練指定想定作業(yè)、創(chuàng)建新的想定作業(yè)、數(shù)據(jù)庫(kù)操作等幾大部分。在此重點(diǎn)對(duì)這一子系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。

2．2 主要功能模塊設(shè)計(jì)
2．2．1 用戶(hù)信息管理模塊
    負(fù)責(zé)用戶(hù)權(quán)限管理、用戶(hù)信息管理等業(yè)務(wù)。系統(tǒng)權(quán)限層次劃分為參謀、高級(jí)參謀、專(zhuān)家、系統(tǒng)管理員。
    (1)參謀。為權(quán)限最低用戶(hù)，也是該系統(tǒng)的主要服務(wù)對(duì)象，通信人員均可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)成為參謀，以用戶(hù)名和警官證號(hào)雙重登陸后進(jìn)行個(gè)人信息修改、資料檢索、學(xué)習(xí)案例、訓(xùn)練等。只可以查看自身信息。
    (2)高級(jí)參謀。通信部門(mén)的領(lǐng)導(dǎo)登陸可以申請(qǐng)成為高級(jí)參謀，登陸后在進(jìn)行學(xué)習(xí)、訓(xùn)練的同時(shí)，還可以查看各參謀的信息，并對(duì)各參謀的訓(xùn)練效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。
    (3)專(zhuān)家。由系統(tǒng)管理員任命生效，一名專(zhuān)家可以參與多個(gè)參謀和高級(jí)參謀的指揮訓(xùn)練任務(wù)，專(zhuān)家的權(quán)限在于給所負(fù)責(zé)參謀的訓(xùn)練進(jìn)行評(píng)判。
    (4)系統(tǒng)管理員。為系統(tǒng)最高權(quán)限用戶(hù)，負(fù)責(zé)高級(jí)參謀和專(zhuān)家的任命工作，以及數(shù)據(jù)庫(kù)的全面維護(hù)管理。同時(shí)可以根據(jù)需要對(duì)各用戶(hù)權(quán)限進(jìn)行進(jìn)一步劃分。
2．2．2 軍事標(biāo)圖模塊
    由于軍用地圖的繪制要求精度高，保密級(jí)別高，不允許未經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)的單位和個(gè)人擅自制作軍用地圖。因此，對(duì)軍用電子地圖大都是進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，以滿(mǎn)足訓(xùn)練和作戰(zhàn)等需要。
    該模塊負(fù)責(zé)作戰(zhàn)區(qū)域和行動(dòng)路線的軍事標(biāo)圖，標(biāo)圖的目的是把信息用可視化的形式在地圖上顯示出來(lái)，以方便從地圖上觀測(cè)各種數(shù)據(jù)，結(jié)合所選擇的通信裝備進(jìn)行數(shù)字化標(biāo)圖，給作戰(zhàn)人員一種直觀的印象。在標(biāo)圖的過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)部分的放大或縮小，實(shí)現(xiàn)通信指揮訓(xùn)練過(guò)程中圖上基本作業(yè)功能，以達(dá)到提高受訓(xùn)人員識(shí)圖用圖能力的目的。
    MapX在VC++中實(shí)現(xiàn)標(biāo)圖主要包括電子地圖功能的嵌入以及根據(jù)實(shí)際需要完成的各項(xiàng)應(yīng)用功能。
    (1)Project>Ad To Project>Files，選擇MapX．cpp和MapX．h(即將MapX支持類(lèi)庫(kù)加入工程文件)。這2個(gè)文件包含用于對(duì)MapX控件進(jìn)行訪問(wèn)的類(lèi)定義和方法實(shí)現(xiàn)。
    (2)定義一個(gè)CmapX對(duì)象：
   
    (3)聲明一個(gè)常量：
   
    (4)對(duì)象實(shí)例的創(chuàng)建。將(1)中兩文件加入工程后，用視圖類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)聲明全局變量，并在響應(yīng)WM_CREATE消息的OnCreate()函數(shù)創(chuàng)建地圖對(duì)象，代碼如下：

    (5)圖形工具。包含實(shí)現(xiàn)圖形的移動(dòng)、放大、縮小、居中和地圖的編輯等功能，只需設(shè)定MapX對(duì)象的CurrentTool屬性即可，具體可調(diào)用以下函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
   
2．2．3 專(zhuān)家評(píng)判模塊
    在對(duì)通信指揮人員的訓(xùn)練結(jié)果進(jìn)行評(píng)分時(shí)還要負(fù)責(zé)對(duì)其長(zhǎng)期訓(xùn)練效果做出客觀評(píng)價(jià)。對(duì)于指定想定模塊的訓(xùn)練由系統(tǒng)本身設(shè)定的正確答案對(duì)訓(xùn)練人員進(jìn)行評(píng)分，對(duì)于新的想定模塊的訓(xùn)練由網(wǎng)上的專(zhuān)家進(jìn)行評(píng)判。

3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)
    數(shù)據(jù)庫(kù)在一個(gè)系統(tǒng)中占有非常重要的地位，數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞將直接對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的效率以及實(shí)現(xiàn)的效果產(chǎn)生影響。合理的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的效率，保證數(shù)據(jù)的完整和一致。同時(shí)合理的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)也將有利于程序的實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)采用SQLServer2005作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。如何實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重中之重。本系統(tǒng)采用ADO數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)置操作和實(shí)時(shí)訪問(wèn)。由于在默認(rèn)的情況下，VC++不支持ADO對(duì)象，所以在通過(guò)ADO對(duì)象訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)需要將ADO庫(kù)文件導(dǎo)入到工程中。導(dǎo)入代碼為：#import” c：＼ProgramFiles＼Common Files＼System＼ado＼msado15．dll”no_namespace rename ( “ EoF”，“ adoEOF”)rename(“BOF”“ad-oBOF”)。

4 結(jié)語(yǔ)
    在此從基于B／S結(jié)構(gòu)的Web技術(shù)研究出發(fā)，完成了通信指揮訓(xùn)練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。采用B／S模式避免了客戶(hù)端復(fù)雜的開(kāi)發(fā)過(guò)程，提高了系統(tǒng)的整體開(kāi)發(fā)效率，系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性好。根據(jù)實(shí)際情況，采用了基于GIS的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，不僅滿(mǎn)足了通信人員日常的基本訓(xùn)練需求，還為處突、反恐、執(zhí)行重大軍事任務(wù)提供了一個(gè)經(jīng)驗(yàn)平臺(tái)。
    該設(shè)計(jì)采用了B／S模式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的C／S模式，提高了系統(tǒng)的整體性能和開(kāi)發(fā)效率；在Visual C++等編程工具開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序中，以組件的形式直接將GIS功能控件MapX嵌入其中，實(shí)現(xiàn)了地理信息系統(tǒng)的各類(lèi)功能。