虚拟环境数据综合管理及合成软件开发

摘要

现今，通过虚拟试验进行武器装备测试已成为高效、经济且安全的科学途径。虚拟自然环境作为支撑虚拟试验的重要组成部分，其完善性和可信性直接影响虚拟试验的逼真度。本课题目的是实现对海量环境数据的管理，并将其合成为复杂综合环境用以支持虚拟试验，以提高虚拟试验的逼真度和应用范围向新层次的迈进。
　　大气环境作为综合自然环境的重要组成部分，是虚拟环境数据库开发的基础。论文提出一种基于MM5中尺度大气数值模式和SEDRIS规范的虚拟大气环境构建方法。基于MM5模式的理论分析，论文对模式操作进行研究。开发了虚拟大气环境资源生成软件，将模式模拟所得包括温度场、湿度场、风场和压力场等在内的复合大气环境数据根据需求剪裁并进行数据格式转换，实现符合SEDRIS规范的标准大气环境数据库构建。
　　环境数据的标准化确保了环境数据权威、完整的表示及通用、无歧义的交互，是环境数据可信的关键因素。论文以SEDRIS技术为支撑技术，对各类环境数据特征及试验需求进行分析，以SEDRIS核心机制DRM为基础对地形、大气和空间环境进行数据模型设计，给出调用API接口实现SEDRIS标准格式环境数据生成、数据存储与修改及数据共享的方法。同时，对环境构建中多分辨率处理进行研究，以满足不同虚拟试验对不同环境分辨率需求。
　　在前述研究成果上，结合本实验室团队已构建的地形、空间标准环境数据库，针对虚拟试验中环境数据海量且多样化的特点，本文开发了虚拟环境数据综合管理软件，实现对已有环境数据库中的标准环境数据进行高效、便捷的管理。另外，针对虚拟试验对复合自然环境的需求，本文开发了虚拟环境数据合成软件，实现将单一环境场根据虚拟试验需求进行环境数据融合生成综合自然环境并存入STF格式数据库中。论文中各软件都以面向对象的方法开发，并利用UML建模语言分别从各软件的需求分析、静态模型和动态模型方面进行分析和详细设计，在VisualStudio上完成了软件的开发工作。
　　论文对虚拟大气环境资源生成软件和虚拟环境数据综合管理软件进行了测试，测试结果表明各软件实现功能良好。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1课题背景

1.2国内外研究发展及现状

1.3主要研究内容

第2章 基于MM5的虚拟大气环境构建

2.1虚拟大气环境构建的整体思路

2.2大气数值模式

2.3 MM5模式理论介绍

2.4 MM5模式及相关辅助软件安装及编译运行过程

2.5虚拟大气环境资源生成软件

2.6本章小结

第3章 基于SEDRIS的综合自然环境数据库构建

3.1综合环境数据表示与交互规范

3.2基于SEDRIS的大气数据表示

3.3基于SEDRIS的地形数据表示

3.4基于SEDRIS的空间数据表示

3.5环境数据的多分辨率模型

3.6基于SEDRIS的综合自然环境的交互

3.7本章小结

第4章 环境数据管理及合成软件设计

4.1虚拟环境数据综合管理软件

4.2虚拟环境数据合成软件

4.3本章小结

第5章 软件测试

5.1虚拟大气环境构建

5.2虚拟环境数据综合管理软件测试

5.3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

声明

致谢