多用途地形沙盘自动生成系统技术方案

本发明专利技术涉及地形生成技术领域，尤其涉及一种多用途地形沙盘自动生成系统，本发明专利技术地形控制单元通过读取所需地域高程数据，控制每一根地形标志杆的升降高度，生成地形沙盘模型；本发明专利技术实现任意地域的地形沙盘建立及展示，相对于传统沙盘制作工艺，该项技术的优势在于沙盘建立时间短，可反复多次使用，展现效果逼真，可广泛应用于军事教学、演训等活动。演训等活动。演训等活动。

【技术实现步骤摘要】
多用途地形沙盘自动生成系统


[0001]本专利技术涉及地形生成
，尤其涉及一种多用途地形沙盘自动生成系统。

技术介绍

[0002]沙盘作为军事教学和演习训练的辅助工具，历来受到重视，以前人们主要通过实物堆积的方式制作实物沙盘来实现，随着战场的瞬息万变，传统的实物沙盘以及标示方法已经无法满足未来作战研究的需要。
[0003]目前的三维沙盘或者数字沙盘，效果逼真度高，但是三维沙盘存在建立时间较长，而数字沙盘如果与实物接合的话，无法重复使用，纯投影的话，逼真度低。存在使用者不能直观形象地观察沙盘地形地貌等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种多用途地形沙盘自动生成系统，可实现任意地域的地形沙盘建立与展示。
[0005]为了实现本专利技术的目的，所采用的技术方案是：多用途地形沙盘自动生成系统，包括地形控制单元和地形表现单元，地形表现单元包括地形标志杆和地形底座，地形控制单元包括数字高程模型数据接收模块、若干地形升降控制杆和移动导轨，地形标志杆设置在地形底座上，数字高程模型数据接收模块接收地域高程数据通过处理转换为地形升降控制杆提升的高度，地形升降控制杆用于顶升地形标志杆，地形升降控制杆通过移动导轨前后移动。
[0006]作为本专利技术的优化方案，地形表现单元上方架设投影仪，将地域影像数据投射到地形表现单元上。
[0007]作为本专利技术的优化方案，数字高程模型数据接收模块处理步骤包括如下：
[0008]1)由地域高程数据，采用拟合曲面法计算地形的坡度和坡向；
[0009]2)将地形的坡度和坡向，按照需展示的地域与地形底座比例尺寸及地形标志杆的位置设置比例，转换为地形升降控制杆提升的高度。
[0010]作为本专利技术的优化方案，地形升降控制杆均设置在滑杆(24)上，滑杆沿移动导轨前后移动，滑杆上设置有与相对应连接的升降电机，升降电机与PLC控制器相连，PLC控制器与数字高程模型数据接收模块电连接。
[0011]作为本专利技术的优化方案，多用途地形沙盘自动生成系统还包括移动电机，移动电机与PLC控制器相连，移动电机用于驱动滑杆。
[0012]作为本专利技术的优化方案，PLC控制器按照地形标志杆前后设置的距离，来控制滑杆沿移动导轨前后移动的距离。
[0013]作为本专利技术的优化方案，地形升降控制杆顶部的截面积≥地形标志杆的截面积。
[0014]本专利技术具有积极的效果：1)本专利技术地形控制单元通过读取所需地域高程数据，控制每一根地形标志杆的升降高度，生成地形沙盘模型；
[0015]2)本专利技术实现任意地域的地形沙盘建立及展示，相对于传统沙盘制作工艺，该项技术的优势在于沙盘建立时间短，可反复多次使用，展现效果逼真，可广泛应用于军事教学、演训等活动。
附图说明
[0016]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0017]图1是本专利技术的俯视图；
[0018]图2是本专利技术局部立体结构示意图。
[0019]其中：11、地形标志杆，12、地形底座，21、数字高程模型数据接收模块，22、地形升降控制杆，23、移动导轨，24、滑杆，25、升降电机，26、移动电机。
具体实施方式
[0020]如图1所示，本专利技术公开了一种多用途地形沙盘自动生成系统，包括地形控制单元和地形表现单元，地形表现单元包括地形标志杆11和地形底座12，地形控制单元包括数字高程模型数据接收模块21、若干地形升降控制杆22和移动导轨23，地形标志杆11设置在地形底座12上，数字高程模型数据接收模块21接收地域高程数据通过处理转换为地形升降控制杆22提升的高度，地形升降控制杆22用于顶升地形标志杆11，地形升降控制杆22通过移动导轨23前后移动。地形升降控制杆22均设置在滑杆24上，滑杆24沿移动导轨23前后移动，滑杆24上设置有与相对应连接的升降电机25，升降电机25与PLC控制器相连，PLC控制器与数字高程模型数据接收模块21电连接。多用途地形沙盘自动生成系统还包括移动电机26，移动电机26与PLC控制器相连，移动电机26用于驱动滑杆24。其中，在地形底座12上，按照一定密度设置地形标志杆11(长10
‑
20厘米)。
[0021]如图2所示，升降电机25驱动地形升降控制杆22上下移动，升降电机25设计成一排，升降电机25与地形升降控制杆22数量相同。地形标志杆11可设置半圆形帽盖，半圆形帽盖直径比地形标志杆11大，大约是5毫米左右。这样就能保证地形标志杆11顶端能够尽量减少缝隙，形成的地形相对是连续的。
[0022]PLC控制器按照地形标志杆11前后设置的距离，来控制滑杆24沿移动导轨23前后移动的距离。这样设置确保地形升降控制杆22能精准地顶升地形标志杆11。
[0023]地形表现单元上方架设投影仪，将地域影像数据投射到地形表现单元上。地域影像数据即数字正射影像图(Digital Orthophoto Map)，是利用DEM对经过扫描处理的数字化航空像片或遥感影像(单色或彩色)，经逐像元进行辐射改正、微分纠正和镶嵌，并按规定图幅范围裁剪生成的形象数据。
[0024]数字高程模型数据接收模块处理步骤包括如下：
[0025]1)由地域高程数据，采用拟合曲面法计算地形的坡度和坡向；A(坡向)＝arctanfx/fy。其中f
x
为水平增量，f
x
为高程增量。
[0026]2)将地形的坡度和坡向，按照需展示的地域与地形底座比例尺寸及地形标志杆的位置设置比例，转换为地形升降控制杆提升的高度。
[0027]地形升降控制杆顶部的截面积≥地形标志杆的截面积，便于快速将地形标志杆顶
起。
[0028]数字高程模型(DEM，Digital Elevation Model)，是通过有限的地形高程数据实现对地面地形的数字化模拟(即地形表面形态的数字化表达)。它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型。DEM通常表现出的是地理空间的图像形态，实际上是一种数字阵列信息模型(x,y,z)，描述地理空间中的地形高低起伏，通过表示模型和渲染后，成为人们看到的地形图。
[0029]在固定范围内，按照一定密度设置地形标志杆(长10
‑
20厘米)，地形控制设备通过读取所需地域的高程数字模型(DEM)数据，控制每一根地形标志杆的升降高度，生成地形沙盘模型。
[0030]工作原理：数字高程模型数据接收模块21读取地域高程数据，通过计算转化为每一根地形升降控制杆22需要提升的高度，驱动升降电机25，将地形升降控制杆22提升到相应高度。因为地形升降控制杆22的提升，地形表现设备上的地形标志杆11也因此会提升高度。一列工作完毕后，通过移动导轨23上的移动电机26将地形升降控制杆22移动到下一列，重复以上步骤，将下一列地形标志杆11提升到相应高度。依次类推，直到所有地形标志杆11完成高度设定。由此，根据地形标志杆11不同高度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多用途地形沙盘自动生成系统，其特征在于：包括地形控制单元和地形表现单元，所述的地形表现单元包括地形标志杆(11)和地形底座(12)，所述的地形控制单元包括数字高程模型数据接收模块(21)、若干地形升降控制杆(22)和移动导轨(23)，所述的地形标志杆(11)设置在地形底座(12)上，所述的数字高程模型数据接收模块(21)接收地域高程数据通过处理转换为地形升降控制杆(22)提升的高度，所述的地形升降控制杆(22)用于顶升地形标志杆(11)，所述的地形升降控制杆(22)通过移动导轨(23)前后移动。2.根据权利要求1所述的多用途地形沙盘自动生成系统，其特征在于：所述的地形表现单元上方架设投影仪，将地域影像数据投射到地形表现单元上。3.根据权利要求2所述的多用途地形沙盘自动生成系统，其特征在于：所述的数字高程模型数据接收模块处理步骤包括如下：1)由地域高程数据，采用拟合曲面法计算地形的坡度和坡向；2)将地形的坡度和坡向，按照需展示的地域与地形底座比例尺寸及地形标志...

【专利技术属性】
技术研发人员：周军，朱海勇，刘练，张沭，陈克鹏，
申请(专利权)人：南京图叶信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：