一种指挥关系层次结构动态可视化自动布局方法

摘要

本发明提供了一种指挥关系层次结构动态可视化自动布局方法，在具有层级指挥关系的团体实体之间指挥关系动态变更时保持指挥关系树状层次结构可视化自动布局；所述指挥关系动态变更包括但不限于添加实体、删除实体、添加指挥关系和删除指挥关系；所述指挥关系为具有指向性的标识，从指挥实体指向被指挥实体。本发明所述的指挥关系层次结构动态可视化自动布局方法可实现具有层级指挥关系的团体实体指挥关系，在添加实体，删除实体，添加指挥关系和删除指挥关系动态变化过程中始终维持指挥关系树状层次结构的可视化自动布局，其为具有层级指挥关系的团体信息化指挥系统中指挥关系可视化建模的关键技术。

说明书

技术领域

本发明属于指挥关系信息化技术领域，尤其是涉及一种指挥关系层次结构动态可视化自动布局方法。

背景技术

具有层级指挥关系的团队，如公司、学校或军队，在进行机构的运营指挥模拟时大多基于按一定比例缩小或仿真建模的实体，例如传统的军事推演、作战指挥中主要是采用沙盘作业的方式进行，根据军事想定的作战内容和要求，在按一定比例尺缩制的地形模型上，以兵棋显示作战双方情况来研练战役、战斗组织指挥，可以使作业者加深对作战理论原则的理解，提高组织指挥能力。但是，沙盘作业需要指挥员制作地形模型以及手动部署兵棋等，操作复杂。而且在作战区域较大时，沙盘作业需要采用比例尺较小的沙盘，不能详细地显示作战区域的具体情况，对指挥员及其指挥机关的使用有一定限制。另一方面，现代战争系统十分庞大并且高度复杂，通常涉及多兵种，多系统联合作战，传统的作战指挥方式已无法满足现代复杂战争系统的需求。其他具有层级指挥关系的团队(如公司、学校)同样面临着与上述情况相似的问题与需求。采用信息化技术手段，对整体态势进行可视化建模，实现复杂系统的远程高效指挥是具有层级指挥关系的团队良好运转的关键，其中，指挥关系可视化技术，特别是在指挥关系发生调整和变更后保持指挥关系可视化的树状层次结构布局是一项关键核心技术。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种指挥关系层次结构动态可视化自动布局方法，以解决采用沙盘作业需要采用比例尺较小的沙盘，不能详细地显示所属区域内的具体情况，对指挥员及指挥领导机关的使用有一定限制的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种指挥关系层次结构动态可视化自动布局方法，在具有层级指挥关系的团体实体之间指挥关系动态变更时保持指挥关系树状层次结构可视化自动布局；所述指挥关系动态变更包括但不限于添加实体、删除实体、添加指挥关系和删除指挥关系；所述指挥关系为具有指向性的标识，从指挥实体指向被指挥实体；

所述树状层次结构可视化自动布局用于对指挥关系图中的每一个连通子图采用树形层次结构进行可视化布局显示；

指挥实体布局时垂直方向上位于被指挥实体的上一个层次，水平方向上位于所有被指挥实体的中间，多个连通子图水平并列布局显示。

进一步的，包括如下步骤：

S1、采用有向图数据结构G(V,E)表示具有层级指挥关系的团体实体指挥关系，其中节点集合V表示具有层级指挥关系的团体实体，边集合E表示指挥关系；

S2、对绘图区域进行网格化，网格原点位于左上角，坐标为(0，0)；

S3、采用哈希表unitPos记录所有具有层级指挥关系的团体实体的网格坐标，其中key表示具有层级指挥关系的团体实体的唯一标识， value为网格坐标；

S4、在unitPos中初始化所有具有层级指挥关系的团体实体的网格坐标为(-1,-1)；

S5、根据有向图数据结构G计算具有层级指挥关系的团体实体树状层次结构布局的网格坐标unitPos；

S6、根据具有层级指挥关系的团体实体的网格坐标unitPos在绘图区域对应坐标处可视化绘制具有层级指挥关系的团体实体及其之间的指挥关系。

进一步的，所述指挥关系为有向箭头。

进一步的，所述步骤S5中，具有层级指挥关系的团体实体树状层次结构布局的网格坐标的计算方法，具体为：

S51、令startx为起始水平网格坐标，starty为起始垂直网格坐标；

S52、从指挥关系图G中获取最高指挥实体节点集合C，所述最高指挥实体节点是指图G中没有入射边的节点；

S53、若已遍历完集合C中的所有节点则计算过程结束，反之转到S54；

S54、获取C中下一个最高指挥实体节点r；

S55、以startx为起始水平网格坐标，starty为起始垂直网格坐标作为参数，计算以r为根节点的生成子树中所有节点实体的网格坐标，输出最大水平网格坐标maxx和最大垂直网格坐标maxy，所述的生成子树是指以r为根节点，由节点r及其所有连通节点构成的指挥关系图G的生成子树；

S56、令startx＝maxx+2，转到S53。

进一步的，所述步骤S55中，生成子树中节点实体的网格坐标的计算方法包括：

计算生成子树中所有节点实体的垂直网格坐标；

计算生成子树中所有节点实体的水平网格坐标。

进一步的，计算生成子树中所有节点实体的垂直网格坐标的方法具体包括：

对生成子树进行先根遍历，递归计算所有节点实体的垂直网格坐标；

若实体e

进一步的，计算生成子树中所有节点实体的水平网格坐标的方法具体包括：

对生成子树进行后根遍历，递归计算所有节点实体的水平网格坐标；

假设实体集合e

unitPos[e

当n为奇数时有unitPos[e].x＝unitPos[e

相对于现有技术，本发明所述的指挥关系层次结构动态可视化自动布局方法具有以下优势：

本发明所述的指挥关系层次结构动态可视化自动布局方法可实现具有层级指挥关系的团体实体指挥关系，在添加实体，删除实体，添加指挥关系和删除指挥关系动态变化过程中始终维持指挥关系树状层次结构的可视化自动布局，其为具有层级指挥关系的团体信息化指挥系统中指挥关系可视化建模的关键技术。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明总体工作流程；

图2为实体网格坐标计算流程图；

图3为垂直网格坐标递归计算流程图；

图4为水平网格坐标递归计算流程图；

图5为实体网格坐标计算方法示意图；

图6为生成子树节点实体网格坐标计算方法示意图；

图7为军队实体指挥关系树状层次结构自动布局效果示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明提供了一种指挥关系层次结构动态可视化自动布局方法，适用于具有层级指挥关系的团体，例如，军队、学校、公司等，下面以军队团体作为本申请的其中一个实施例，对本申请的技术方案作进一步解释说明。

技术方案为(如图1、图5所示)：

S1、采用有向图数据结构G(V,E)表示军队实体指挥关系，其中节点集合V表示军队实体，边集合E表示指挥关系。所述指挥关系为有向箭头，从指挥实体指向被指挥实体；

S2、对绘图区域进行网格化，网格原点位于左上角，坐标为(0，0)；

S3、采用哈希表unitPos记录所有军队实体的网格坐标，其中key表示军队实体的唯一标识，value为网格坐标；

S4、在unitPos中初始化所有军队实体的网格坐标为(-1,-1)；

S5、根据有向图数据结构G计算军队实体树状层次结构布局的网格坐标unitPos；

S6、根据军队实体的网格坐标unitPos在绘图区域对应坐标处可视化绘制军队实体及其之间的指挥关系；

如图2、图5所示，上述步骤S5所述的军队实体网格坐标计算方法为：

S51、令startx为起始水平网格坐标，starty为起始垂直网格坐标；

S52、从指挥关系图G中获取最高指挥实体节点集合C，所述最高指挥实体节点是指图G中没有入射边的节点；

S53、若已遍历完集合C中的所有节点则计算过程结束，反之转到S54；

S54、获取C中下一个最高指挥实体节点r；

S55、以startx为起始水平网格坐标，starty为起始垂直网格坐标作为参数，计算以r为根节点的生成子树中所有节点的网格坐标，输出最大水平网格坐标maxx和最大垂直网格坐标maxy，所述的生成子树是指以r为根节点，由节点r及其所有连通节点构成的图G的生成子树；

S56、令startx＝maxx+2，转到S53；

如图6所示，上述步骤S55所述的生成子树节点实体网格坐标的计算方法为：

计算生成子树中所有节点实体的垂直网格坐标；

计算生成子树中所有节点实体的水平网格坐标；

如图6所示，上述生成子树垂直网格坐标计算方法为：

对生成子树进行先根遍历，递归计算所有节点实体的垂直网格坐标；

若实体e1指挥实体e2，则有unitPos[e2].y＝unitPos[e1].y+2，其中unitPos[e1].y和unitPos[e2].y分别为实体e1和e2的垂直网格坐标；

如图3所示，其方法流程为：

S5511、令r为生成子树的根节点实体，starty1为垂直方向起始网格坐标；

S5512、初始化生成子树的最大垂直网格坐标maxy1＝0；

S5513、r的网格坐标unitPos[r]若为(-1，-1)则转到S5514，否则转到S55112；

S5514、从图G中获取r的上一级指挥实体集合P，被指挥实体集合Q；

S5515、P若为空则转到S5516，否则转到S5518；

S5516、令r的网格坐标的y坐标为starty1，即unitPos[r].y＝starty1；

S5517、若已完成对集合Q的遍历则转到S55118，否则转到S55114；

S5518、若已完成对集合P的遍历则转到S5517，否则转到S5519；

S5519、取P中的下一个实体节点m；

S55110、若实体m网格坐标的y坐标是否大于实体r的y坐标，即 unitPos[m].y>unitPos[r].y则转到S55111，否则转到S5518；

S55111、unitPos[r].y＝unitPos[m].y+2，转到S5518；

S55112、若starty1大于实体r网格坐标的y坐标，即starty1> unitPos[r].y则转到S55113，否则转到S5517；

S55113、unitPos[r].y＝starty1，转到S5517；

S55114、取Q中的下一个实体节点a；

S55115、递归计算：以unitPos[r].y为起始垂直网格坐标，计算以a 为根节点的生成子树中所有节点的垂直网格坐标，输出最大垂直网格坐标 maxy2；

S55116、若maxy1

S55117、maxy1＝maxy2，转到S5517；

S55118、输出maxy1。

如图6所示，上述生成子树水平网格坐标计算方法为：

假设实体集合(从左到右布局)e

unitPos[e

当n为奇数时有unitPos[e].x＝unitPos[e

其中，unitPos[e].x为实体e的水平网格坐标；

如图4所示，其方法流程为：

S5521、令r为生成子树的根节点实体，startx1为水平方向起始网格坐标；

S5522、初始化生成子树的最大水平网格坐标maxx1＝0；

S5523、从图G中获取r被指挥实体集合Q；

S5524、若Q为空则转到S5525，否则转到S5526；

S5525、令r的网格坐标的x坐标为startx1，即unitPos[r].x＝maxx1 ＝startx1；

S5526、若已完成对集合Q的遍历则转到S55212，否则转到S5527；

S5527、取Q中的下一个实体节点a；

S5528、递归计算：以startx1为起始水平网格坐标，计算以a为根节点的生成子树中所有节点的水平网格坐标，输出最大水平网格坐标maxx2；

S5529、startx1＝maxx2+2；

S55210、若maxx1

S55211、maxx1＝maxx2，转到S5526；

S55212、若Q中元素的个数为奇数则转到S55213，否则转到S55214；

S55213、令r的水平网格坐标为Q中中间元素的水平网格坐标，流程结束；

S55214、令r的水平网格坐标为Q中中间两个元素的水平网格坐标的平均值，流程结束

本发明的一种指挥关系层次结构动态可视化自动布局方法，当图G发生变更时(包括添加实体、删除实体、添加指挥关系和删除指挥关系)，采用上述方法重新计算军队实体的网格坐标unitPos；

根据最新的网格坐标unitPos在绘图区域对应坐标处可视化绘制军队实体及其之间的指挥关系，达到如图7所示的效果。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。上述单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。