文图互换的原理与实现

文图互换的原理与实现

1图文之间的互动关系军事决策的核心是确定作战决心。作战决心通常是由决心图和决心文组成的。在定下作战决心之前的方案被称为决策方案。图和文的内容是一致的,是方案的两种表达形式。图、文之间是相互补充、说明的关系。实现方案图与方案文之间的互生转换,是实现辅助决策的重要功能之一。图文互生转换,是指在军事决策过程中,把决策方案图上的军标信息转换生成决策方案文字表述,或把决策方案文字(能够标绘在地图上文字信息)转换、生成决策方案图的过程。实现OMMAMT,能够有效、快捷地支持军事辅助决策过程,提高军事决策的效率和智能化程度。2文图共生转换在军事决策的过程中,通常看到:有些指挥员习惯于先在地图上运筹,决策作战的重大问题,如把敌军的部署、主要方向、辅助方向、战役阶段及突击的目标等问题直接标绘在地图上,尔后再参照图上标绘的内容,找地名、查坐标,量距离、算面积,来形成决心方案的文字;另一部分指挥员则相反,先把决策的内容用文字表达,形成决心方案文,然后再在地图上找相应的地名、坐标位置,再把对应的军标标绘在地图上,形成决策方案图。由此可以看出,在军事决策过程中,方案图和方案文是密切相联、具有一定的对应关系。在日常训练与演习中,希望能把相关内容像敌情通报或我情通报中能够反映、标绘在地图上的信息自动转换到电子地图上,提高作业效率和准确性,也便于指挥员在地图上结合地形分析判断情况;或者把文字描述的决策内容能够尽快反映在地图上,看是否与地形及相关情况相符,或者将文字表述的内容,显示在地图上是一个什么样的情形等,这些都依赖于文图之间的转换。同样,在地图上决策后形成的方案图,同样希望能够转换成文字描述,尽快形成决心方案文。所以,实现文图互生转换功能既是军事决策过程中的实际需求,也是实现指挥自动化和智能化的重要组成部分。图文互生转换,在战术层次上由于作战样式少、语义表达规范、文字表达内容、使用军标数量有限等因素,通常采取军标与语义一一对应的方法实现。在战役层上,不同的战役类型和样式其军标语义、军语使用都有所不同,其军标数量与文字的表述要复杂得多。为此,要建立一种较通用的图文互生转换功能模块,来解决在应用中的图文互生转换问题。3图像的交替设计理念图文互生转换的设计,是从军事决策的实际需求出发,力求简单、实用、易于实现。3.1部队文字描述与军标记的映射军队标号是军队标图中使用的特定的队标和队号,由图形、代字、数字和颜色组成。实现OMMAMT的关键,是找出方案文中的文字信息与方案图中的军标信息之间的映射关系。重点是文书中部队的位置、行动、状态与在电子地图上对应军标的相互映射关系。通常,一个部队的属性有番号、位置、任务和状态。显示一个军标,要有队标和队号。队标的属性有:军标号、位置、颜色、方向;队号的属性有:字体、颜色。部队文字描述与军标的简单映射关系如图1所示。从以上映射图可以看出:①文字描述与军标要素之间并不都是一一映射,如军标号由部队番号、任务和状态三个要素确定;②需要从部队番号中解析出大量的军标信息。因此,要对部队番号增加计算机可识别信息;③有的重要信息在映射过程中丢失。如部队文字描述中的任务在转换到图上军标的过程中丢失。因此,无法从军标的信息中得到部队的具体任务;④对各军兵种部队可能的状态、任务要进行总结、归类,找出对应的军标号;⑤对每个军标号要找出对应的部队行动状态;⑥要对各类文书要进行分析,抽象分解出各种文书表达的模板。3.2军官标志标准基于以上分析,要想实现OMMAMT,可通过建立各种知识数据库的方法解决。按照实际的军事需求,实现OMMAMT的逻辑结构如下图2所示。方案图,是指需要转换的已标绘在电子地图上的方案图。军标信息列表,从军标存贮库中调出的具有较完整意义的军标列表。军标存贮库,是存贮方案图上已标绘军标(单个军标和组合军标)的集合。军标语义表示库,是对各种军标和组合军标的含义进行解释的集合。军语表达模式库,是对军标(包括组合军标,是由两个或多个基本军标组成的、具有特定含义的军标组合)的含义针对不同战役样式,使用军事语言表达习惯进行表述的集合,或军事短语所对应的军标(组合军标)。文书模板,是从文书模板库中调出的与所要转换方案图所描述的战役类型或战役样式对应的文书模板。方案文,是由图到文转换后形成的文本,或是需要由文转换到图的文本。标绘文本列表,是对所要转换成图的文本进行分解,列出需要标绘的文本内容并生成的列表;或从形成方案文本的模板中列出需要标绘的文本内容。自动标绘工具,是从军标语义表示库中提取所需标绘内容的军标号、位置点坐标等数据,自动标绘到电子地图上。文书模板库,是各种军用文书(决心方案文)模板的集合。军标标绘系统,是将军队标号标绘到电子地图上的工具,完成军标的标绘、军标的存贮和管理。地理信息库,是存贮电子地图上的各种地理信息的集合。战役编成库,是参加战役作战各作战单位(番号、代字)的集合。军标及规则库,是标图所使用的军队标号及组合军标的集合,并包括军标标绘的规则。3.3图像的互相转换过程和数据流程3.3.1基于方案图的转换具体工作流程如下图3所示:方案图在转换时,首先从军标标绘系统的军标存贮库中调出已标绘的、按照一定规则和顺序形成军标信息列表,依据方案图所表达的作战样式,通过军标语义表示库中搜索对应军标语义,再从军语表达模式库中搜索对应的军语表达,输入到对应方案文本模板的相应位置,最终转换生成方案文。在设计上,一种类型的方案图,对应同类型的文书模板,如决心方案图对应决心文模板。3.3.2标录了被转换的内容生成决心方案文的拟制,宜在文书模板库中的对应模板上形成。如果方案文是在文书模板上生成的,就能自动生成标绘内容的列表。如果不是在模板上生成,在实现PMATOM时,首先对被转换方案文中的内容进行分解(系统搜索),对可标绘的内容形成一个列表。之后,需转换的每项内容通过军语表达模式库、军标语义表示库解释,搜索对应的军标,逐项标绘在电子地图上,完成PMATOM。4实现图像相位转换的方法实现OMMAMT,有赖于建立军标及规则库、军标存贮库、军标语义表示库、军语表达模式库、文书模板库及控制管理系统。4.1库及管理系统的关系该模块采用多库结构,由人机系统、控制系统和各种资源库(军标及规则库、军标存贮库、军标语义表示库、军语表达模式库、文书模板库)及其管理系统组成。系统结构如图5。人机界面,是用户与功能模块交互的环境,应能准确地实现用户的需求,并将其转化为系统中内部处理所需要的形式,具有友好性、合理性。控制系统(CS)是联系各库资源、协调各库及管理系统之间的关系,完成资源调度和组织,支持功能模块运行的关键。军标及规则库及管理系统(MR/BMS),对基本军标、组合军标及标绘规则的调用与管理。军标存贮库及管理系统(MD/BMS),存贮军标并对存贮的军标进行管理。军标语义表示库及管理系统(MS/BMS),对军标语义进行解释与管理。军语表达模式库及管理系统(MEP/BMS),存贮军语固定表达短语、表达模式、对应军标图形,并对其进行管理。文书模板库及管理系统(AC/BMS),存贮各种军用文书的格式、模板,并对其进行有效地管理。4.2每个数据库的内容、元素和关系建立各种资源库,是实现图文互生转换的重要基础。各种库所包含的内容及要素分述如下:4.2.1军队标志的组合军标及规则库,内容包括:基本军标库;组合军标模板库;军标标绘规则库等。基本军标库是标图所使用的基本军队标号的集合。包括军队标号规定的基本军标和常用代字,要素为:军标类型、军标代码、军标名称、军标图形、代字、颜色等;组合军标模板库是所有基本军标的可能组合,并有较完整含义的军标集合,其要素:军标代码、军标名称、军标的组合形式(图形)和语义。军标标绘规则库是基本军标及组合军标标绘规则的集合,包括军标定位点、军标图形线条比例、注记的方法、代字写法等。4.2.2组合军标存贮建立军标存贮库的方法:在标图系统中加挂一个军标存贮库,对标图过程中已完成的军标进行保存,以便在实现POMTMA时,直接从军标存贮库中提取相应军标进行转换。这样解决了对方案图上的军标进行搜索和完成军标列表的工作,提高了转换效率。军标存贮需要两步来完成。在标图时,每一次确定只能完成一个基本军标的标绘,而大部分基本军标表达的意义不完整。因此,在标绘过程中第一次存贮的军标是基本军标。在贮存的基本军标基础上,按照组合军标模板库中的规则,规范和组合军标并存贮到军标存贮库中。因为能够表达出一个较完整意义的军标大部分是组合军标。所以,军标存贮库应该存贮有一定意义的单个军标和组合军标。存贮有较完整军事含义的军标(组合军标),意义在于尔后建立军标与军标语义、军语表达模式的对应关系。具体方法步骤如图6所示。存贮基本军标的要素:军标代码、军标名称、标注位置(地名)、位置地理坐标(经纬度)、注记、代字、颜色等。组合军标存贮的要素:组合军标代码;组合军标名称;组合军标位置描述;组合军标位置坐标;注记、颜色与代字等。4.2.3军标库程序功能军标语义表示库,是对各种实用的、具有独立意义的军标组合(包括有独立意义的单个军标)形式所表达的军事含义进行定义、解释。军标语义表示库的内容包括:序号;军标名称;军标代码;军标的含义;军标位置点及坐标、描述方法;注记;主题词等。其中主题词是对军标含义的提炼,便于检索。如,指挥所军标是一个基本军标,它表明的含义是某级指挥所的位置,位置点在军标图形的底部,指挥所的级别和番号由注记来说明;炮兵阵地是一个组合军标,其含义是:炮兵阵地部署的地域范围、炮的属性、种类与数量等,描述方法是沿地域线取3-5点地标名称、坐标与部队番号、代字。4.2.4主要力量的点及向方向发展同一种军标在不同的战役类型和不同战役样式中,其含义和军语的表达方式有差异。如,箭头的表述,进攻战役可表述为集中主要力量从××点至××点突破,沿××、××向××点方向发展进攻。防御战役可表述为集中主要力量坚决阻止敌从××点至××点突破,沿××、××点,向××方向发展进攻等。因此,为了使军语表达模式更加准确和便于检索,应根据不同的战役类型和战役样式建立综合军语表达模式库,并具备对库中的内容增加、删除功能,以增强军语表达模式库在战役层次上的适应性和实用性。由图转换文时,通过军标语义表达库解释军标基本含义后,进入军语表达模式库,通过军标代码和主题词搜索军语表达的模式。反之由文转图时,从文本列表中对应搜索军语表达模式,以及相对应的军标代码和含义。军语表达模式库,应包括的内容:军标代码、军标名称、注记、代字、军语表达模式及主题词等。4.2.5建立文书模板库对常用的军用文书,按照类型和用途进行归纳总结制作模板,主要内容为两项:固定项和可变项。将常用军语和固定表达语言(固定项)放在模板上,对可变部分可定义为函数项。决心方案文可按照作战类型和作战样式制作相应文书模板,建立文书模板库。文书模板库与军标语义表示库、军语表达模式库有一定关联,一种类型的决心文与军语表达模式库中的相应军语表达模式对应。如,不同的战役样式,对同一军标其文字表达方式方法不同,所使用的军语表达方式也有差异。因此,为了使文图互生能更接近实际需求和准确,文书模板与军语表达模式有较强的对应关系。该库可以根据用户的需求,增删所需要的模板类型和格式。4.3重点解决的问题实现图文互生转换功能,对提高军事决策过程中的智能化程度具有重要的意义。应着重解决以下几个方面的问题:4.3.1军事规则的抽象要想实现文图互生转换功能,对军事知识与规则的整理、归纳、抽象及形式化的表示,是完成转换功能的基本前提。这项工作尽管复杂、工作量较大,但在明确了其包括的主要内容、要素及相互关系,完成对军事知识、规则的抽象是完全可以实现的。核心是建立军标与文字表述之间的关系。基本方法:①各个资源库中首先按照每种作战类型与样式来建立规则,也就是在军标语义库与军语表达模式库,是按照作战类型与样式来建立;②在一定作战样式下,对军标的含义、军语表达、文书模板等进行定义,抽出相应的军事规则;③建立军标(组合军标)、军标语义、军语表达模式、文书模板之间对应关系或相互关系的军事规则。4.3.2军事知识的应用文图互生转换的实现,有赖于各资源库的支持,对资源库的管理与控制是该功能实现的关键。主要功能包括:军事知识、规则的存入管理,知识的删除、修改、补充、更新等,以及学习功能;知识的调出管理,包括知识查询、检索、调用,以及关系查询和联想检索等;知识库的维护管理,包括知识的矛盾性、冗余性与完整性检查等。4.3.3可标塑文图的转换由图到文的转换时,以军标存贮库中军标信息列表为索引,搜索对应军标语义,再按照相应的作战类型与样式中搜索对应的军语表达模式,最后填入文书模板的相应位置。由文到图转换,是该模块的难点。通常可按照可标绘内容列表中关键词(任务、行动),与相应作战样式的军语表达模式相匹配,搜索对应语义的军标,最后将军标显示在电子地图上。文图的转换,重点是对可标绘内容进行搜索,包括部队番号、任务、行动(状态)、位置点(坐标)等要素的搜索,这样才能确定军标、队号、注记、位置点,才能标绘到电子地图上。通常对整个决心方案文来讲,其整篇中可标绘内容是有限