作战环境建模

本书系统介绍作战环境建模的基本概念、基础理论、主要过程、关键技术和方法；具体闸述系统建模、作战环境模型的内涵、作用及分类，分析作战环境建模的共性方法和通用技术；重点介绍地理空间信息网格建模、数字高程模型建模、地物建模、全景图像建模、地理环境分析模型建模、地理环境数值模型建模等内容和方法。同时，对其他作战环境的概念内涵、构成要素、建模内容及建模方法进行简要介绍。
本书可供作战环境工程及相关方向本科生、研究生学习，也可供系统仿真、测绘地理、作战环境、作战实验等领域的研究人员和技术人员参考。

“作战环境工程学术著作丛书”序
前言
第1章系统建模概述1
1.1系统建模的基本概念1
1.1.1系统1
1.1.2模型2
1.1.3系统建模与仿真3
1.2系统建模的原则与方法4
1.2.1系统建模的原则4
1.2.2系统建模的方法5
1.3系统建模的检验7
1.3.1VV&A的概念7
1.3.2模型校核的一般方法8
1.3.3模型验证的一般方法9
1.3.4模型的确认11
第2章作战环境模型12
2.1作战环境模型的基本概念12
2.1.1作战环境的概念12
2.1.2作战环境模型的概念及作用13
2.2作战环境模型的层次14
2.2.1概念模型14
2.2.2数学逻辑模型15
2.2.3仿真程序模型17
2.3作战环境模型的分类18
2.3.1根据作战环境模型的描述内容分类18
2.3.2根据作战环境模型的描述方法分类20
2.3.3根据作战环境的组成要素分类20
第3章地理空间信息网格建模25
3.1地理空间信息网格的基本概念25
3.1.1地理空间网格的发展历史25
3.1.2地理空间信息网格的内涵与特征29
3.2地理空间信息网格的剖分方法33
3.2.1平面网格剖分方法33
3.2.2球面网格剖分方法38
3.2.3球体网格剖分方法47
3.3地理空间信息网格的编码计算方法55
3.3.1层次编码计算方法55
3.3.2填充曲线编码计算方法56
3.3.3整数坐标编码计算方法57
第4章DEM建模58
4.1DEM的基本概念58
4.1.1DEM的定义58
4.1.2DEM的分类60
4.2DEM的获取62
4.2.1立体光学影像62
4.2.2合成孔径雷达图像63
4.2.3机载激光扫描点云数据64
4.2.4现有地形图65
4.2.5实地测量66
4.2.6各种DEM获取方式比较67
4.3格网DEM的建立68
4.3.1RSGDEM的建立68
4.3.2TINDEM的建立74
4.3.3RSGDEM与TINDEM的比较86
4.4格网DEM的数据组织86
4.4.1RSGDEM的数据组织87
4.4.2TINDEM的数据组织90
4.5DEM的精度评估91
4.5.1概述91
4.5.2DEM数据质量与误差理论92
4.5.3DEM精度描述指标和精度体系96
4.5.4DEM精度评定和精度模型100
第5章地物建模104
5.1基于二维平面图的三维建模104
5.1.1基于CAD的三维建模104
5.1.2基于数字地图的三维建模105
5.2基于摄影测量的三维建模109
5.2.1基于数字摄影测量技术的三维建模109
5.2.2基于倾斜摄影测量技术的三维建模111
5.3基于激光点云的三维建模114
5.3.1激光点云的特征提取114
5.3.2建筑物外观的三维建模116
5.3.3树木的三维建模118
5.4建筑物室内空间建模121
5.4.1建筑物室内空间的特点121
5.4.2建筑物室内空间数据模型122
5.4.3建筑物室内空间建模方法137
第6章全景图像建模140
6.1全景图像的基本概念140
6.1.1全景图像的分类141
6.1.2全景原始图像数据的获取145
6.2全景图像的投影方式149
6.2.1圆柱面全景投影149
6.2.2立方体全景投影150
6.2.3球面全景投影152
6.3图像配准154
6.3.1图像配准的基本概念155
6.3.2图像变换156
6.3.3基于特征的配准方法159
6.3.4基于灰度的配准方法166
6.4图像融合168
6.4.1直接平均法169
6.4.2加权平均法170
6.4.3重叠区线性过渡法170
6.4.4多段融合法170
6.4.5中值滤波法171
6.4.6其他方法171
第7章地理环境分析模型建模174
7.1地理要素的量测与计算模型174
7.1.1位置量测174
7.1.2质心量测175
7.1.3长度量测175
7.1.4面积量测179
7.1.5形态量测179
7.2空间叠置分析模型180
7.2.1基本概念180
7.2.2矢量数据叠置分析182
7.2.3栅格数据叠置分析184
7.3基于DEM的计算与分析模型184
7.3.1高程内插184
7.3.2坡度和坡向计算187
7.3.3表面积和体积计算189
7.3.4剖面分析191
7.3.5可视性分析193
第8章地理环境数值模型建模196
8.1建模分析196
8.1.1格网样式分析196
8.1.2地理环境描述要素分析197
8.2格网模型数学基础的建立197
8.2.1格网几何特性分析197
8.2.2正四边形格网系统构建201
8.2.3正六边形格网系统构建202
8.2.4格元尺寸的确立206
8.3格网数值模型的建立206
8.3.1格网数值的描述方法206
8.3.2正四边形格网数值模型的建立207
8.3.3正六边形格网数值模型的建立210
第9章海洋环境建模222
9.1海洋环境建模分析222
9.1.1海洋特征对象的建模方法223
9.1.2海洋场对象的建模方法223
9.1.3海洋环境特殊效果的建模224
9.2海浪建模224
9.2.1基于几何模型的方法225
9.2.2基于物理模型的方法228
9.2.3基于海浪谱的方法229
9.2.4基于运动模型的方法231
9.2.5基于分形几何的方法232
9.3海洋标量场可视化建模233
9.3.1一维标量场可视化建模233
9.3.2二维标量场可视化建模234
9.3.3三维标量场可视化建模235
9.4海洋矢量场可视化建模239
9.4.1图标法239
9.4.2矢量线法240
9.4.3纹理法241
9.4.4特征法244
第10章战场气象环境建模245
10.1战场气象环境建模分析245
10.1.1战场气象环境的概念245
10.1.2战场气象环境的构成要素246
10.1.3战场气象环境的建模内容251
10.2大气环境建模252
10.2.1理想化模型252
10.2.2统计特征模型252
10.2.3数值模型254
10.3大气现象模拟255
10.3.1大气尘粒现象模拟255
10.3.2大气水凝现象模拟258
第11章战场电磁环境建模267
11.1战场电磁环境建模分析267
11.1.1战场电磁环境的概念267
11.1.2战场电磁环境的构成要素268
11.1.3战场电磁环境的建模内容270
11.2电磁信号建模273
11.2.1信号仿真273
11.2.2功能仿真276
11.3电磁环境特征机理建模277
11.3.1空域特征建模277
11.3.2时域特征建模278
11.3.3频域特征建模279
11.3.4能域特征建模280
11.4电磁环境可视化建模281
11.4.1电磁波束可视化281
11.4.2电磁场可视化284
11.4.3电磁态势可视化284
第12章空间环境建模290
12.1空间环境建模分析290
12.1.1空间环境的概念290
12.1.2空间环境的构成要素291
12.1.3空间环境的建模内容294
12.2空间环境数学建模295
12.2.1高层中性大气建模295
12.2.2电离层建模296
12.2.3地球磁场建模297
12.2.4地球辐射带建模298
12.2.5流星体、空间碎片建模299
12.3空间环境可视化建模302
12.3.1空间环境数据场的可视化方法302
12.3.2空间环境数据场的直接体绘制304
12.3.3空间环境数据场的面绘制305
12.3.4地球磁场及磁层的MHD可视化311
12.3.5地球辐射带的可视化314
第13章网络空间建模317
13.1网络空间建模分析317
13.1.1网络空间的概念317
13.1.2网络空间的组成要素319
13.1.3网络空间的分层319
13.1.4网络空间的建模内容320
13.2实体建模321
13.2.1实体建模分析321
13.2.2物理实体建模322
13.2.3虚拟实体建模323
13.2.4实体关系建模325
13.3行为建模330
13.3.1行为建模分析330
13.3.2信息行为建模331
13.3.3认知行为建模332
13.4态势建模333
13.4.1态势建模分析333
13.4.2态势评估与分析334
13.4.3态势预测341
参考文献343