地理信息系统和军事测绘知识 (3)
作者：刘占荣 来源：情报指挥控制系统与仿真技术
3.1.2 全面使用GPS为作战行动提供精确定位信息
GPS系统的应用是美军作战的主要技术支持手段之一。美军所有参战部队，包括海军舰艇、各种作战飞机、运输车辆、坦克装甲装备、绝大部分攻击导弹和制导以及地面作战人员和特种兵等均装备了各种GPS接收装置。美军使用具有抗干扰能力的军用GPS接收机单机，定位精度达到5米左右。GPS的广泛使用，为美军作战指挥和各种武器平台以及作战行动提供了高精度的战场定位信息。
3.1.3 充分利用各种侦察平台及时获取战场地理空间图像情报
美军大量使用了包括航天、航空、无人机及地面侦察等多种传感器及时获取战场地理空间图像情报。根据信息获取的技术手段，地理空间图像情报可分为卫星图像情报和战场图像情报两类。
卫星图像情报由成像卫星提供，美军使用的成像卫星主要包括：“锁眼”、“长曲棍球”等侦察卫星和“快鸟”、“伊克诺斯”、“陆地卫星”等商业成像卫星。这些卫星使用的传感器按照类型可分为全色、真彩色、红外、多光谱、超光谱、合成孔径雷达等。它们配合使用，既能保证足够的地面分辨率，有效识别地表物体，又可全天候、全天时对战场实施监测。
战场图像情报包括战场图像、地面各种目标信息、前沿敌方阵地地形与布设、兵力部署与调动、工事设施、交通情况、大比例尺军用地图等。主要获取设备包括无人机和有人机载侦察设备以及特种部队地面图像侦察系统等。
3.1.4 专业人员提供战场测绘保障
美军各空降师、步兵师、机步师等部队都配有连、排一级编制的测绘保障部队。他们的主要任务包括地形分析、地图与数据复制、数据生成、地形测量和数据库管理等服务保障；为战场的情报准备提供地理空间信息保障；为指挥人员提供可视化地形图。
3.2 地理空间情报数据的处理
美国国家图像与测绘局(NIMA)对多颗军用与商用卫星的图像进行了及时的处理，制作了大量的作战用图，并协助确定打击目标坐标和进行打击效果评估。NIMA提供的卫星图像情报是美军进行战争决策的重要情报来源。
各种新型传感器的使用使图像情报的应用越来越广泛，图像处理技术愈显重要。美军的图像处理技术主要包括：多源图像融合、图像理解、图像目标自动识别、图像特征提取、图像判读与标绘、图像数据挖掘、图像检索与自动匹配、图像产品数据库建库以及图像自动分发技术等。利用这些技术手段，能够对原始图像进行过滤和净化，提取所需信息，形成有价值的情报。例如，经过地理校正的遥感图像可作为精确的电子地图，供导弹部队、特种作战部队使用；对不同时期遥感图像的叠加分析，可提供对目标的变化监测、趋势判断；现时图像与历史图像库图像的检索和匹配可用于战场的监视和毁伤评估；遥感图像与数字地形高程数据结合，可以形成三维地面可视图或建立虚拟现实战场环境等。
3.3 美军使用的测绘保障装备
美军配备众多先进的测绘保障装备，为美军提供了强大的战场态势感知能力与信息优势。主要包括：
1)数字地形保障系统(DTSS)是美陆军战斗指挥系统(ABCS)的分系统，它能从NIMA的各类数据库和各种遥感卫星上接收数据，还能通过ABCS与各级作战单位实现数据交换与数据更新。主要功能包括：提供自动地形分析、NIMA数据库更新、图像产品、地形可视化产品和战略情报准备；管理野战(战区)数字地形数据库；根据扫描图像或数字图像标注图像地图；快速复印小批量、大幅面全色图像地图、态势图特种图和其他地形产品。
2)机动式综合地理空间情报系统(MIGS)是NIMA采用当前的先进技术最新推出的野战测绘保障系统，部署在美军中央司令部。该系统配有最先进的快速应答系统、地理空间情报生成系统以及可展开式卫星通信接收系，统能随作战部队一起机动，两小时内就可展开作业。
3)陆军战斗指挥系统(ABCS)地图服务器可保障师、军、战区级的作战行动。用户通过战术局域网(LAN)连接到ABCS地图服务器，使用网络浏览器查看可用的地理空间数据，并通过用户界面下载到指挥与控制系统。主要功能包括：接收、存储、管理NIMA制作的数字地理空间数据、产品和定制的地理空间数据；提供基于网络的图形用户界面，查询用户感兴趣地区的各种地理空间数据；允许下载NIMA和定制的地理空间数据到用户工作站。
4)高容量地图制造系统(HVMP)可作为数字地形保障系统(DTSS)的配套设备，在任何天气条件下进行野外作业。能满足陆军对快速、大数量硬拷贝地图产品生产的需要。
5)联合测图工具包(JMTK)是NIMA为满足美军各类作战指挥与控制系统专门研发的实时测绘保障系统，也是美军各级作战指挥与控制系统的通用装备。其主要功能是在地图和图像背景下实现用户数据可视化，包括绘图、地理空间数据分析以及空间数据库管理。
此外，美军的通用作战图、21世纪旅及旅以下部队战斗指挥系统、全源分析系统等均以地理空间情报为基础平台，并提供相应的战场地理空间信息。
3.4 美军测绘保障体系的发展趋势
地理空间情报作为国防部信息基础设施共同操作环境的重要组成部分和信息优势的基础框架，一直受到美国防部的重视，NIMA也被列为美军核心情报机构。随着作战思想和作战方式的变化，美军测绘保障将在以下几方面进一步发展：
3.4.1 一体化
随着遥感技术、计算机技术、光电传感技术及航天技术的迅速发展，地理空间数据的采集手段越来越多，美军战场侦察和监视及快速处理情报的能力空前提高。为做好战场地理空间情报保障，美军将着力加强其接收多源和多维地理空间信息的能力，并将这些图像与地形高程数据、大地测量数据、水文数据、地形数据、航空摄影数据和图像情报数据相融合，形成一体化的地理空间情报产品。为此，美军于今年初将“地理空间情报”确定为NIMA的顶层概念，以取代原先的“图像、图像情报与地理空间信息”，从而确保测绘保障继续朝着一体化方向发展。
3.4.2 数字化
尽管美军是世界上数字化程度最高的军队，但其所需的地理空间信息并未完全实现数字化。随着美军现代化进程的加快，对地理空间信息的数字化程度也越来越高。近年来，美军投资30亿美元用于地图数字化建设，力争在2003年取消纸质地图。同时，NIMA正在对其“任务规划、处理、开发利用和分发”地面数据处理体系结构进行现代化改造，以满足“未来成像结构”的需要，并与作战需要的情报信息的快速变化相匹配。
3.4.3 标准化
没有统一标准和格式的数据，就无法共享地理空间信息，各作战系统之间将缺乏共同的地理空间基础和互操作能力，将直接影响作战行动的效能。2002年7月，美军正式成立国家地理空间情报标准化中心，专门负责解决私营部门和国防、情报及国土安全部门使用的技术、数据体系结构和软件之间的标准化和互操作能力，监督NIMA在国家地理空间情报方面朝着标准化管理政策方向发展。
3.4.4 商业化
所谓“商业化”是指充分利用民用技术与产品，这是美军测绘发展的一项战略性措施，并将成为未来美国国土安全和军事行动中地理空间信息保障的主要渠道。这主要基于下列原因：一是美国军方对地理空间信息产品的需求增长过快，军内测绘保障单位必须借助社会和民营部门弥补军队地理空间信息保障产品研发力量之不足；二是包括遥感、地理信息系统、可视化和虚拟现实等商业技术已相当成熟，军队无须进行重复开发；三是军队测绘保障经费投入有限，很难承担以过高的成本独立开发地理空间信息产品。
GPS系统的应用是美军作战的主要技术支持手段之一。美军所有参战部队，包括海军舰艇、各种作战飞机、运输车辆、坦克装甲装备、绝大部分攻击导弹和制导以及地面作战人员和特种兵等均装备了各种GPS接收装置。美军使用具有抗干扰能力的军用GPS接收机单机，定位精度达到5米左右。GPS的广泛使用，为美军作战指挥和各种武器平台以及作战行动提供了高精度的战场定位信息。
3.1.3 充分利用各种侦察平台及时获取战场地理空间图像情报
美军大量使用了包括航天、航空、无人机及地面侦察等多种传感器及时获取战场地理空间图像情报。根据信息获取的技术手段，地理空间图像情报可分为卫星图像情报和战场图像情报两类。
卫星图像情报由成像卫星提供，美军使用的成像卫星主要包括：“锁眼”、“长曲棍球”等侦察卫星和“快鸟”、“伊克诺斯”、“陆地卫星”等商业成像卫星。这些卫星使用的传感器按照类型可分为全色、真彩色、红外、多光谱、超光谱、合成孔径雷达等。它们配合使用，既能保证足够的地面分辨率，有效识别地表物体，又可全天候、全天时对战场实施监测。
战场图像情报包括战场图像、地面各种目标信息、前沿敌方阵地地形与布设、兵力部署与调动、工事设施、交通情况、大比例尺军用地图等。主要获取设备包括无人机和有人机载侦察设备以及特种部队地面图像侦察系统等。
3.1.4 专业人员提供战场测绘保障
美军各空降师、步兵师、机步师等部队都配有连、排一级编制的测绘保障部队。他们的主要任务包括地形分析、地图与数据复制、数据生成、地形测量和数据库管理等服务保障；为战场的情报准备提供地理空间信息保障；为指挥人员提供可视化地形图。
3.2 地理空间情报数据的处理
美国国家图像与测绘局(NIMA)对多颗军用与商用卫星的图像进行了及时的处理，制作了大量的作战用图，并协助确定打击目标坐标和进行打击效果评估。NIMA提供的卫星图像情报是美军进行战争决策的重要情报来源。
各种新型传感器的使用使图像情报的应用越来越广泛，图像处理技术愈显重要。美军的图像处理技术主要包括：多源图像融合、图像理解、图像目标自动识别、图像特征提取、图像判读与标绘、图像数据挖掘、图像检索与自动匹配、图像产品数据库建库以及图像自动分发技术等。利用这些技术手段，能够对原始图像进行过滤和净化，提取所需信息，形成有价值的情报。例如，经过地理校正的遥感图像可作为精确的电子地图，供导弹部队、特种作战部队使用；对不同时期遥感图像的叠加分析，可提供对目标的变化监测、趋势判断；现时图像与历史图像库图像的检索和匹配可用于战场的监视和毁伤评估；遥感图像与数字地形高程数据结合，可以形成三维地面可视图或建立虚拟现实战场环境等。
3.3 美军使用的测绘保障装备
美军配备众多先进的测绘保障装备，为美军提供了强大的战场态势感知能力与信息优势。主要包括：
1)数字地形保障系统(DTSS)是美陆军战斗指挥系统(ABCS)的分系统，它能从NIMA的各类数据库和各种遥感卫星上接收数据，还能通过ABCS与各级作战单位实现数据交换与数据更新。主要功能包括：提供自动地形分析、NIMA数据库更新、图像产品、地形可视化产品和战略情报准备；管理野战(战区)数字地形数据库；根据扫描图像或数字图像标注图像地图；快速复印小批量、大幅面全色图像地图、态势图特种图和其他地形产品。
2)机动式综合地理空间情报系统(MIGS)是NIMA采用当前的先进技术最新推出的野战测绘保障系统，部署在美军中央司令部。该系统配有最先进的快速应答系统、地理空间情报生成系统以及可展开式卫星通信接收系，统能随作战部队一起机动，两小时内就可展开作业。
3)陆军战斗指挥系统(ABCS)地图服务器可保障师、军、战区级的作战行动。用户通过战术局域网(LAN)连接到ABCS地图服务器，使用网络浏览器查看可用的地理空间数据，并通过用户界面下载到指挥与控制系统。主要功能包括：接收、存储、管理NIMA制作的数字地理空间数据、产品和定制的地理空间数据；提供基于网络的图形用户界面，查询用户感兴趣地区的各种地理空间数据；允许下载NIMA和定制的地理空间数据到用户工作站。
4)高容量地图制造系统(HVMP)可作为数字地形保障系统(DTSS)的配套设备，在任何天气条件下进行野外作业。能满足陆军对快速、大数量硬拷贝地图产品生产的需要。
5)联合测图工具包(JMTK)是NIMA为满足美军各类作战指挥与控制系统专门研发的实时测绘保障系统，也是美军各级作战指挥与控制系统的通用装备。其主要功能是在地图和图像背景下实现用户数据可视化，包括绘图、地理空间数据分析以及空间数据库管理。
此外，美军的通用作战图、21世纪旅及旅以下部队战斗指挥系统、全源分析系统等均以地理空间情报为基础平台，并提供相应的战场地理空间信息。
3.4 美军测绘保障体系的发展趋势
地理空间情报作为国防部信息基础设施共同操作环境的重要组成部分和信息优势的基础框架，一直受到美国防部的重视，NIMA也被列为美军核心情报机构。随着作战思想和作战方式的变化，美军测绘保障将在以下几方面进一步发展：
3.4.1 一体化
随着遥感技术、计算机技术、光电传感技术及航天技术的迅速发展，地理空间数据的采集手段越来越多，美军战场侦察和监视及快速处理情报的能力空前提高。为做好战场地理空间情报保障，美军将着力加强其接收多源和多维地理空间信息的能力，并将这些图像与地形高程数据、大地测量数据、水文数据、地形数据、航空摄影数据和图像情报数据相融合，形成一体化的地理空间情报产品。为此，美军于今年初将“地理空间情报”确定为NIMA的顶层概念，以取代原先的“图像、图像情报与地理空间信息”，从而确保测绘保障继续朝着一体化方向发展。
3.4.2 数字化
尽管美军是世界上数字化程度最高的军队，但其所需的地理空间信息并未完全实现数字化。随着美军现代化进程的加快，对地理空间信息的数字化程度也越来越高。近年来，美军投资30亿美元用于地图数字化建设，力争在2003年取消纸质地图。同时，NIMA正在对其“任务规划、处理、开发利用和分发”地面数据处理体系结构进行现代化改造，以满足“未来成像结构”的需要，并与作战需要的情报信息的快速变化相匹配。
3.4.3 标准化
没有统一标准和格式的数据，就无法共享地理空间信息，各作战系统之间将缺乏共同的地理空间基础和互操作能力，将直接影响作战行动的效能。2002年7月，美军正式成立国家地理空间情报标准化中心，专门负责解决私营部门和国防、情报及国土安全部门使用的技术、数据体系结构和软件之间的标准化和互操作能力，监督NIMA在国家地理空间情报方面朝着标准化管理政策方向发展。
3.4.4 商业化
所谓“商业化”是指充分利用民用技术与产品，这是美军测绘发展的一项战略性措施，并将成为未来美国国土安全和军事行动中地理空间信息保障的主要渠道。这主要基于下列原因：一是美国军方对地理空间信息产品的需求增长过快，军内测绘保障单位必须借助社会和民营部门弥补军队地理空间信息保障产品研发力量之不足；二是包括遥感、地理信息系统、可视化和虚拟现实等商业技术已相当成熟，军队无须进行重复开发；三是军队测绘保障经费投入有限，很难承担以过高的成本独立开发地理空间信息产品。
在1991年的海湾战争中，美军及其盟军作战指挥使用的主要是纸质地图，通过电话线传真地图和图像资料，空军每天需派飞机向航空母舰传送有关数据，战场地理空间信息的时效性大打折扣。而此次伊拉克战争中，除了少部分用特殊材料印刷的地图外，几乎所有战场地理空间信息均以数字格式通过分布式网络实时或近实时传送给作战部队。部队可通过服务器在当地下载重要数据，也可以为任务的制定和实施下载最新的NIMA产品。由于有了共同的地理空间信息框架，各作战系统的互操作能力得到进一步提高。
录入者：feige 编辑：feige
阅读量(2353) 
2008-11-10 13:23:40
2.3.2 3S集成 “3S” 是遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)的合称。其中RS是指不与物体接触而获得该物体信息的科学与技术，主要从物体的光谱特性上认识物体，达到了解物体性质的目的，用于实时、快速地提供大面积地表物体及其环境的几何与物理信息及各种变化；GIS是存储、管理、分析和描述整个或部分地理表面与空间和地理分布有关的空间信息的系统，是对多源时空数据的综合处理分析和应用的平台；GPS是24颗卫星在2*10000km高度构成的卫星群发出信号，采用三角测量的原理，确定出地球空间中任意位置的......
详情 阅读量(1328) 2008-11-10 13:13:47
信息战争正向我们走来。 夺取信息权成为信息战争的中心内容和"不战而屈人之兵"的关键。事实证明，包括战场数字空间框架在内的多种融合信息已成为战斗力的"倍增器"。于是，基于数字空间框架的数字战场的建设就成为信息战争的客观要求。提供战场数字空间框架是军事测绘的职能所司，也是其专业优势所在。因此，军事测绘在构建数字战场中大有用武之地。还要看到，信息战争对测绘保障提出了一系列新要求，测绘保障面临着新的机遇与挑战。 &n......
详情 阅读量(1514) 2008-11-10 13:31:02