[发明专利]一种运用栅格矩阵建立兵棋地图地形属性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种运用栅格矩阵建立兵棋地图地形属性的方法。

技术背景

兵棋地图是在一定条件下对地理环境的概略描述，用于在兵棋推演过程中辅助指挥员或者作战模型定位空间位置、确定空间属性；在地理环境上覆盖网格和确定属性信息的过程，称为“地形量化”或者“兵棋地图建模”。兵棋地图建模是指把不同来源的地理环境数据，诸如数字地图数据、高程数据、坡度数据和兵要地志数据等，处理成为符合兵棋推演系统使用的兵棋地图数据的过程。但是，已有关于兵棋地图建模的文献表明，面向兵棋地图的研究并不多，而且大多数的研究侧重于几何建模的实现，很少涉及兵棋地图的地形属性建模。

兵棋地图的属性信息使得兵棋区别于其他的棋类游戏，即兵棋地图中每一个网格的格网和格边都具有实际的地理意义，其中六角格的格网属性也称为六角格的地形属性(如图1所示，其中G表示六角格的格网，A、B、C、D、E、F表示六角格的格边，R表示六角格的半径)。分析兵棋地图属性的特征，六角格的格网属性和格边属性表现为不同的类型。六角格的格网属性通常用于描述占据一定范围的要素，如“水域”，表示在这个六角格当中，“水域”要素占主要地位；六角格的格边属性通常用于描述相邻两个六角格之间的“通”、“断”关系，如“不可通行的河流”，表示从当前六角格不能通过“不可通行的河流”达到与之相邻的六角格。

兵棋推演过程中，作战模型需要从兵棋地图中提取相应的地理信息，用于决策作战模型的行动方向。兵棋地图属性建模本质上属于地理环境的格网化过程，即按照网格的几何坐标，重新分类和归置相应的地理环境数据。赵新等总结了兵棋地图可以具备的相关属性信息，包括公路、铁路、管道、河流、海岸线、地形高程、地形类型等信息。周成军等提出了更为详细的兵棋地图属性信息的分类方案，根据坡度、植被、道路、地质、障碍等要素的不同分类，及其对作战行动的不同影响，将格网属性分为“山地”“水域”“岛屿”“丘陵”“高原”“平原”“荒漠”“城镇”“山林地”以及“盆地”等十大类；基于上述十大类格网属性，附加交通条件信息，可以形成“通行顺畅”“通行条件一般”和“通行条件差”等更多的子格网属性。格边属性分为“正常通行”“河流”“海岸”“可登陆海岸”“不能登陆海岸”“不可通过地区”以及“沟壑”等。

在现有技术中通常根据地形环境要素，利用“中心归属法”“长度占优法”“面积占优法”或者“重要性法”等确定相应的格网属性和格边属性。

其中，“面积占优法”是指分别计算每个地理环境要素与网格的压盖面积比，根据该面积比的大小确定六角格地形属性，其中涉及了一系列的多边形裁剪操作。然而地理环境要素可能是凸多边形、也可能是凹多边形、甚至可能是含有一个或多个孔洞的复合多边形，如此一来，传统的多边形裁剪方法的复杂度将大为增加、算法的效率大为降低。因此，提高兵棋地图建模的效率，以及降低兵棋地图建模的复杂度，需要寻找代替多边形裁剪方法的简化方法。

发明内容

本发明提供一种运用栅格矩阵建立兵棋地图地形属性的方法，旨在降低兵棋地图属性建模的复杂度，并提高兵棋地图地形属性建模的效率。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

1)兵棋地图采用正六边形的网格，即六角格；

2)确定参与兵棋地图建模的地理环境要素；

3)计算每一个地理环境要素与六角格的压盖面积比：

a.设定栅格矩阵的尺寸r，确定包围每一个地理环境要素所在区域的外切矩形，栅格化外切矩形，形成初始栅格矩阵，同时标识初始栅格矩阵的所有栅格点为0；

b.确定每一个地理环境要素压盖初始栅格矩阵的情况，如果栅格点压盖地理环境要素，那么该栅格点标识为1；

c.确定栅格矩阵中标识为1的栅格点压盖六角格的情况，如果栅格点位于六角格之中，那么保留栅格点的标识不变，反之重新赋值为0；

d.结合六角格的面积，计算每一个地理环境要素与六角格的压盖面积比；

4)根据每一个地理环境要素与六角格的压盖面积比，依据地形属性判断规则，确定六角格的地形属性，即兵棋地图的地形属性。

所述栅格矩阵的尺寸r＝nR，其中，R为六角格尺寸，n为倍数值，0<n<1。

n的取值范围为1/64～1/32。