军事

军事是以准备和实施战争为中心的社会活动。一切军事行动都是在一定的地理环境中进行的,地理环境对军事行动有着极其重要的影响与作用。随着人类社会向信息化迅速发展,未来高技术战争中信息对抗的含量将越来越高,特别是高技术条件下的局部战争,由于战争爆发突然,战争进程加快、战机稍纵即逝等特点,对作战指挥的时效性有了更高的要求。指挥决策智能化、作战指挥自动化、武器装备信息化成为未来战争取胜的关键。在这种需求下,出现了数字化战场,数字化的地理环境信息已成为指挥决策的必要条件之一。因此,作为空间军事信息保障的军事地理信息系统已成为现代化军事斗争的一项重要内容。

军事地理信息系统MGIS(Military Geographic Information System)是地理信息系统技术在军事方面的应用,是指在计算机软硬件的支持下,对军事地形、资源与环境等空间信息进行采集、存储、检索、分析、显示和输出的技术系统。它在军事地理信息保障和指挥决策中起着重要的作用。

军事地理信息系统和遥感、全球定位系统关系密切,同时和指挥自动化系统 C3I(Command,指挥;Control,控制;Communication,通信;Information,情报)紧密地联系在一起,形成一个多功能的统一系统。它一般由六个子系统组成:信息收集子系统、信息传递子系统、信息处理子系统、信息显示子系统、决策监控子系统和执行子系统。其中,情报是军事决策的基础;信息收集、处理和显示是系统的核心;通信和控制是信息传输和决策过程的保证;指挥使军事决策具体执行。地理信息系统技术在情报的收集、处理、显示和指挥决策方面发挥着重要的作用。

另外,由军事技术革命引发的数字化战场建设已成为未来战场发展的主流,建设数字化战场和数字化部队已成为21世纪军队发展的大趋势,引起了各国的普遍关注。美国著名未来学家托夫勒指出,建设数字化战场是一项比研制原子弹的“曼哈顿工程”更具挑战性的系统工程,“数字化战场是打赢信息战的关键”。战场数字化就其内容来讲,主要是战场地理环境的数字化、作战部队的数字化、各种武器的数字化和士兵装备的数字化。从某种意义上来讲,战场地理环境的数字化是其他数字化的基础,它为作战部队和各种武器装备的数字化提供了必需的战场背景环境和空间定位基础。

国外军事地理信息系统(MGIS)现状

军事地理信息系统在海湾战争及以后的战争中发挥了重要的作用,受到了各国军方的普遍重视。世界上大部分国家都建立了用途不同、规模大小不等的军事地理信息系统。报道较多的是美国、俄罗斯、英国、澳大利亚等国的MGIS。其应用领域包括:

1)基础地理信息 包括地形图、DEM、DTM等。

2)航海、航空管理 航海图、制定计划航线、障碍物、禁区、助航设施、导航管理、空中交通控制等。

3)地形分析 包括战场模拟、行军路线、应急线路分析、越野机动、涉水分析、通视点分析、距离量测、面积量测、武器打击轨迹分析等。

4)任务规划(战略层次) 包括军事基地规划、军事基础设施管理、打击效果评估、巡航导弹支持、战区规划、入侵应急规划、目标分折、轨道建模等。

5)战争管理(战术层次) 包括战场监测、战场管理、小战区规划、登陆计划、战术模拟、后勤保障规划、交通规划等。

6)基础作业支持 包括拦截应用、环境应用、军事设施分类规划等。

7)边界控制 包括边界巡逻和交叉分析、毒品禁运、移民控制等。

8)情报 包括反毒品活动、反恐怖主义活动、武器监视与跟踪、情报收集等。

国外军事应用系统示例

美国国防制图局(DMA,Defense Mapping Agency)是美国军事GIS的管理部门,1989年以来投入大量的人力和物力来开发军事GIS系统。例如:

1)数字航海图 数字化海图(Digital Navigation Chart,DNC)和GPS结合用于海军的导航,来取代以前使用的4500张纸质海图。这些数字地图可以支持广泛的空间分析和地理查询。数字化海图一般包含有12个特征数据库:地名注记、水文要素、界限、港口设施、水下地形、航道、航海标志、救援标志、海洋环境、陆地地形地物、航海障碍物、数据的优先级。

2)数字地图 VMAP(Vector smart MAP)数据分两个层次,分别对应于1:25万比例尺和1:5万比例尺的地形图。该系统包括有10个数据层:交通、网络、界限、水文、城市、公用设施、植被、等高线、工业设施。

3)水文资源评估系统 用于水文和测深数据的收集。

实际上,由于军事保密的特殊性,我们对国外许多功能强大的MGIS了解得都很少。作为军事情报的一个设施,美国正在建立和完善军事应用的全球空间信息和服务(Global Geospatial Information and Services,GGI&S)系统。其中的数据包含两个层次,国家性的和全球性的,符合NOTA DIGEST、ISO TC/211以及OGIS标准。

另外,英国国家遥感中心(British National Remote Sensing Center,NRSC)应用法国的SPOT图像与MGIS结合,模拟敌方的三维地形,对军方飞行员进行模拟训练,取得了较好的效果。

海湾战争的实践证明,利用MGIS技术和遥感技术相结合,可为战时提供实时的地理信息保障。美国国防制图局(DMA)在海湾战争的战场上的MGIS实时服务,主要包括利用自动影像匹配和自动目标识别技术处理卫星和高低空侦察机实时获得的数字影像,及时地为军事决策提供24小时的实时服务。对于冲突地区,最基本的地理信息保障是为作战部队提供作战地图。与传统的地图制图技术相比,MGIS的制图功能无疑是出色的,它既可以提供数字地图,也可以输出精美的印刷地图,其生产速度比传统的制图方法要快得多,特别是在遥感技术支持下,可实时地获得制图数据。在海湾战争期间,美国国防制图局进入一天24小时生产状态,共开发了12000套新的地图产品,其中600套数字地图,印刷了100万幅战地地图,这些地图覆盖科威特、沙特阿拉伯、伊拉克、叙利亚等国和地区,比例尺为1:5万不等。由于对这些战地地图的迫切需要,多国部队在这次战争中使用C130远程运输机运送军事地图到沙特阿拉伯,优先于药品的运输,仅次于爱国者导弹发射架部件的运输,由此可见,战时的实时地理信息保障是何等重要。

除上述地图产品外,美国国防制图局和工程地形实验室还使用了数字地形高程数据、栅格图形数据、地名字典等。在没有现成地图资料的地区,利用MGIS处理SPOT和LANDSAT影像及机载雷达影像,得到可直接应用的影像地图。因此,MGIS和RS相结合,可较好地完成战时的实时地理信息保障任务。

MGIS的发展方向


概括而言,军事地理信息系统有以下的发展趋势,以便更能够满足现代战争的要求:

1)基础数据、基础设施大型化。

2)各领域应用专业化。

3)实用化,简单化,易学易用。

4)小型化。

5)标准化。

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* 下面提及的GIS在环境、道路等方面的应用也可以认为是地理信息系统在城市管理中应用的部分。