辽宁人影作业安全射界绘制系统.docx
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辽宁人影作业安全射界绘制系统
辽宁省人影作业安全射界绘制系统
软件需求说明书
辽宁省人工影响天气办公室
2017年10月26日
目录
1引言1
1.1项目名称1
1.2项目背景和内容概要1
1.3相关资料、缩略语、定义2
1.3.1人工影响天气2
1.3.2安全射界2
1.3.3火箭弹2
1.3.4火箭发射装置2
1.3.5火箭作业阵地2
1.3.6射界图3
1.3.7距离线3
1.3.8方向线3
1.3.9方位角3
1.3.11火箭弹道轨迹3
1.3.12火箭理想落点3
1.3.10仰角3
1.3.13火箭定向器3
2任务概述4
2.1目标4
2.2范围4
2.3假定条件与约束限制4
3业务需求5
3.1GIS平台需求5
3.2高分辨率遥感数据5
3.3作业工具5
3.4作业站点5
3.5绘制方法6
3.6图形编辑6
3.7结果保存6
3.8气象条件6
3.9安全射界图要求6
3.10成果要求7
4数据描述7
4.1数据描述7
4.2数据使用7
4.3数据流向图8
4.4数据概念模型和描述8
5功能需求9
5.1地图管理9
5.2地标管理10
5.3射界编辑11
5.3.1选择制图模式12
5.3.2选择作业工具12
5.3.3选择作业点12
5.3.4区域绘制12
5.3.5图形编辑13
5.3.6保存多边形14
5.3.7参数设置14
5.3.8安全射界绘制14
5.4打印输出15
5.4.1图像输出15
5.4.2批量输出17
5.4.3单个输出17
5.4.4初始化17
6界面需求17
6.1数据格式18
6.2图形界面18
6.3输入输出要求18
7接口需求19
7.1用户接口19
7.2硬件接口19
7.3软件接口19
7.4通信接口19
8性能需求19
9运行环境需求20
9.1网络和硬件设备平台20
9.2系统的软件环境20
10操作系统平台21
10.1编程工具21
10.2其它支撑软件21
11其它专门需求21
11.1安装和操作21
11.2安全保密21
11.3维护服务22
12系统研发计划23
1引言
1.1项目名称
辽宁省人影作业安全射界绘制系统
1.2项目背景和内容概要
项目的承担单位为辽宁省人工影响天气办公室。
目前地面人工影响天气（简称“人影”）作业所采用的工具主要是各型人影火箭弹和37mm高炮，均属火工类产品，发射时，火箭弹、高炮的作业方向和范围，在一定程度上会危及航空和地面建筑、人员、物资的安全。
精确的作业方位仰角等参数信息对指导人工增雨安全作业具有重要意义，科学化、精细化、规范化绘制安全射界势在必行。
作业站点信息由于城市化进程的不断加快而常常发生变化，传统的射界图已经无法满足人影作业安全的需要。
辽宁各作业点现在使用的还是委托测绘公司制作打印出来的射界图，该射界图无法实时更新，并且无法对随机作业点进行实时安全射界图绘制，这就造成了作业时的安全隐患。
这给使用带来了极大的不便。
为了消除安全隐患，满足自身业务需求，同时结合辽宁省基层人影工作状况，给人影火箭作业提供更为明确、直观的指导作用，急需研发“人影安全射界绘制系统”。
人影安全射界系统为人影作业人员提供了科学的、准确的作业保障。
系统利用GIS与GPS技术，将定位与地理分析相结合，准确计算当前作业点的安全射界区域与弹药落区，减少因哑弹，失效弹而造成的危及人民生命财产安全的因素。
系统对辽宁省内火箭预设阵地和固定作业点提前制作好安全射界图，并提供每个作业点可作业的方位角和仰角，保存在固定位置，各作业单位可通过内网网站和手机移动终端访问并下载安全射界图。
安全射界图每1年或根据地理信息数据变化进行更新。
对于临时作业点，系统根据作业位置和GIS地图运算自动生成安全射界，经业务人员校核修改后，下发至移动终端。
安全射界中绿色为可发射区域，红色为不可发射区域。
1.3相关资料、缩略语、定义
1.3.1人工影响天气
指通过一定的科技手段，对局部大气中云的微物理过程施加人工催化影响，朝着人们希望的方向发展，达到趋利避害的目的。
1.3.2安全射界
指人工影响天气作业高炮或火箭弹，在发射后未爆炸降落的地点属于没有人员居住、建筑房屋等安全地段。
1.3.3火箭弹
携带催化剂，被发射到云内指定部位，对云实施播撒催化的载体。
1.3.4火箭发射装置
由定向器、控制器和导线组成，具有定向发射火箭弹能力的设备。
1.3.5火箭作业阵地
满足1km范围内无城镇、厂矿企业、村庄等人口稠密区及无油库、军事基地等重要设施，同时保证手机通讯信号良好、交通便利、地势平坦的用于发射增雨防雹火箭弹的安全地点。
1.3.6射界图
以高分辨率卫星影像图或地图为底图，叠加火箭作业阵地、坐标系、方向线、距离线、火箭弹道轨迹等图层信息的图像。
1.3.7距离线
以坐标原点为中心等距离同心圆的圆周线。
1.3.8方向线
由坐标原点出发，指向某一方向的射线。
1.3.9方位角
从火箭作业阵地的指北方向线起，依顺时针方向到火箭发射方向之间的水平夹角。
1.3.11火箭弹道轨迹
火箭弹在火箭定向器所在的垂直平面内飞行过程中不同时刻的空间位置坐标连线。
1.3.12火箭理想落点
实施增雨防雹火箭作业时，火箭弹未开伞或未爆炸时残骸降落到无城镇、厂矿企业、村庄等人口稠密区的区域。
1.3.10仰角
在火箭定向器所在的垂直平面内，定向器自水平面开始向上抬高的角度。
1.3.13火箭定向器
置于托架上用来装填火箭、提供火箭按一定方向滑行获得离架速度以确保火箭能顺利地离开发射架起飞并稳定飞行的装置。
2任务概述
2.1目标
以《中华人民共和国气象行业标准QX/T256-2015（37mm高炮人工影响天气作业点安全射界图绘制规范）》为标准，通过专有服务器在线地图加载引擎，可提供全国高分辨率遥感影像数据作为制作底图、同时可加载天地图等卫星影像地图，人工识别勾画居民区、学校等非安全区域，根据现场作业情况输入风速中值等参数，通过基于临散的非安全面块的安全射界生成算法计算输出高分辨率的安全区域图片及安全区域要素。
2.2范围
系统功能范围具体包括：
（1）地图管理
（2）地标管理
（3）射界编辑
（4）打印输出:
电子版或打印两种方式输出射界图。
2.3假定条件与约束限制
安全射界图上必须添加增雨防雹火箭作业阵地信息表。
表2-1增雨防雹火箭作业阵地信息表
3业务需求
3.1GIS平台需求
安全射界图绘制系统是基于高分辨率遥感地理信息数据，采用遥感地物识别及人影地面作业工具参数算法，通过人机交互式的GIS平台来实现安全射界图的绘制。
因此，要求GIS平台具有高效集成高分辨率遥感地理信息数据的能力，同时具备友好稳定的人机交互式功能。
3.2高分辨率遥感数据
安全射界图关系着人影地面作业安全的问题，因此对遥感数据的精确度具有较高的要求，因此在满足《中华人民共和国气象行业标准QX/T256-2015（37mm高炮人工影响天气作业点安全射界图绘制规范）》规范基础上，要求系统提供优于2.5m分辨率的高分辨率遥感数据为安全射界图绘制底图。
3.3作业工具
根据辽宁省人影地面作业现状，要求系统可同时提供高炮和火箭两种类型的作业工具。
高炮：
37mm高炮
火箭：
人影作业火箭
3.4作业站点
要求系统能够实现辽宁省所有满足标准建设要求的作业站点实时管理，可同时实现固定站点和移动站点信息录入、修改及查询管理。
3.5绘制方法
要求系统会自动根据作业点坐标，在影像底图上描绘以作业点为圆心，半径为10KM的圆，并检索数据库中存储的安全或者非安全（根据作图模式判断）区域，要害地标点，并加载到地图中。
系统根据矢量地表名称进行人口居住区域自动排查，同时根据人工判别，实现建筑区和非建筑区域排查，最后根据安全区域自动分类计算方法，绘制作业点安全射界图。
3.6图形编辑
因为不同地物类型，要求系统能够同时提供安全模式和非安全模式两种绘制方法。
3.7结果保存
系统在多边形编辑完成后，点击保存，即可将多边形数据存入数据库中，后期可自动加载编辑的数据。
3.8气象条件
影响安全射界图绘制的主要气象条件是风速，要求系统提供作业点历史数据计算确定的风速中值输入窗口，已参与安全射界区域计算。
3.9安全射界图要求
根据《中华人民共和国气象行业标准QX/T256-2015（37mm高炮人工影响天气作业点安全射界图绘制规范）》要求，系统绘制的安全射界图尺寸不小于60cm*90cm。
3.10成果要求
要求系统可输出不同比例尺下的作业点安全射界图电子版，同时可导出为TIF、JPG等标准格式的图像成果，满足打印喷绘要求。
4数据需求
4.1数据描述
（1）静态数据
系统采用开放的地图加载引擎，可选择加载卫星影像图、地形图、导航图等图源，在图源选择上我们默认为天地图卫星影像。
根据需要从地理信息数据中导入地面要害部位数据，并用标准地标显示。
手工添加地面要害部位地标数据，并提供地标数据的增加、删除、编辑等功能。
（2）动态数据
图层控制：
点击图层控制显示图层信息栏，勾选可控制地图图层的显示和隐藏。
再次点击图层控制，收起图层信息栏。
距离测量：
选择距离测量工具可在地图上测量距离
面积测量：
可进行面积测量
位置导航：
在文本框中填写经纬度信息，点击导航即可定位到地图。
4.2数据使用
系统默认选择国产开源天地图卫星遥感数据作为数据源，该数据是经国家测绘局审核发行的面向企事业单位及个人用户服务的数据类型。
辽宁省人影作业安全射界系统连接天地图实时在线数据服务，在每次绘制某作业点安全射界图时进行一次最新的实时数据调取。
4.3数据流向图
图4-1数据流
4.4数据概念模型和描述
安全射界绘制系统所需的数据主要为作业站点位置信息数据和遥感影像数据。
5功能需求
对于省内火箭预设阵地和固定作业点，服务器软件通过作业点位置的经纬度，并根据GIS的地图数据，自动计算出作业位置周围的区域是否允许作业，并生成安全射界图，保存在固定位置，同时提供包含作业点完整信息（包括站点编码、海拔、经纬度、可作业的方位角及仰角）的电子表格。
使用者可以随时调用所需作业点的射界图，其他系统也可以通过内网访问。
系统同时提供打印功能，可以随时打印制作出的射界图。
系统根据地理信息数据的变化定期对射界图进行更新。
对于临时作业点，作业人员使用升级改造后的发射架系统到达作业位置后，通过移动终端给服务器发送安全射界图请求指令，服务器软件通过作业位置的经纬度，并根据GIS的地图数据，自动计算出作业位置周围的区域是否允许作业，并生成安全射界图下发至移动终端，从而实现安全射界图的自动绘制，在网络状况良好的情况下可实现安全射界下发时间在2秒以内到达作业现场；安全射界生成时间≤2s。
6界面需求
要求系统具有友好、简单的交互式操作界面，可实现安全射界图高效、快速绘制。
6.1数据格式
可输出当前作业点不同层级比例尺的安全射界图片，12层级图片可供手持作业设备查看安全射界，一般选用16层级（1:
10000）图片打印输出，16层级分辨率为4m,也可选择更高层级图片成图。
6.2图形界面
人机界面能自适应多种显示分辨率，最高支持2560*1440分辨率。
主界面具有图像显示区域、工具菜单区域、操作控制区域。
支持放大、缩小、移动、复位等操作，显示比例尺范围1:
1万。
6.3输入输出要求
信息输入简洁明确，具有语法检测机制，能提示输入错误的字段与类型。
信息输出准确，能通过图像、文字、列表、声音、颜色等方式向用户反馈各类信息。
7接口需求
通过局内气象骨干网，实现与遥感影像数据库系统及地面作业信息管理系统对接
7.1用户接口
与用户之间的接口主要指人机界面。
用户通过相关人机界面进行数据的输入、选择等操作，也可通过人机界面的显示、数据输出等获取所需的信息反馈。
7.2硬件接口
安全射界图绘制系统配置于一台计算机。
其与外部接口为千兆自适应网卡，端口物理类型为RJ45，传输协议为TCP/IP。
7.3软件接口
与遥感影像数据库系统及地面作业信息管理系统对接，接口标准符合中国气象局人影中心统一制订、下发，
7.4通信接口
通信接口借用现有气象专网通信接口，满足相关规范。
8性能需求
8.1数据精确度
优于2.5m分辨率遥感数据作为安全射界图底图
8.2数据量
每个作业点安全射界图大小约为0.2GB——0.9GB。
8.3时间特性要求
状态变化时，界面更新处理时间小于3秒。
9运行环境需求
9.1网络和硬件设备平台
人影作业安全射界系统需要通过外网连接地图数据服务地址，因此需配备具有外网环境的计算机作为操作平台。
计算机最低配置如表91、表92所示。
表91台式机建议配置
产品名称
产品配置
最低参数及规格
台式机
CPU
单颗CPU，双核，2.4GHz，I7处理器
内存
8GB，DDR3-1600
硬盘
2T，SATA/SAS接口
网卡
1块千兆网卡
显卡
2GB显存
显示器
14寸（分辨率2560*1440）
表92笔记本建议配置
产品名称
产品配置
最低参数及规格
便携式笔记本
CPU
单颗CPU，i7处理器，2.0G
内存
4GB，DDR3-1600
硬盘
1块2T，SATA接口
网卡
1块千兆网卡
显卡
独立显卡，显存1G
显示器
14寸（分辨率1366*768）
9.2系统的软件环境
系统软件环境要求如下：
a）系统操作系统包括Windows7旗舰版以上
b）系统装有.NET4.0以上版本；
c）系统安装有SQLserver2008以上数据库。
10操作系统平台
10.1编程工具
安全射界图绘制系统基于VS2017平台开发。
10.2其它支撑软件
a）Photoshop；
b）Office
11其它专门需求
11.1安装和操作
人影作业安全射界图绘制系统安装由专用安装包负责向导式安装，并提供专用的软件配置工具对系统和软件进行简单化配置。
所有操作符合Windows常见操作方式，操作简洁、明确。
11.2安全保密
a）访问控制
安全射界图绘制系统登录使用时，只有合法的帐户与密码输入，才允许进入系统工作。
数据库以PKI技术，权限管理基础设施PMI架构，以及RBAC访问控制方法，将权限赋予授权角色。
非法用户无法使用数据库进行操作。
对于登录的用户进行权限控制，其只允许使用受限的功能与操作。
b）重要数据加密
对用户登录的帐户和口令进行加密管理。
c）数据备份
支持从数据库中将所需备份的数据转储到指定的存储路径，同时也支持将原先备份的数据恢复到数据库中。
d）记录日志
安全射界图绘制系统登录、运行、退出等整个工作过程中，产生的操作信息都将以日志的方式记录于数据库中。
同时，对系统自动发现的故障、告警等重要信息也将记录与数据库中，并提示用户。
11.3维护服务
安全射界图绘制系统专用软件以光盘的形式提供，同时包括系统安装维护手册和使用手册电子版。
省级单位配置一套软件，严禁非法翻刻、复制和非授权使用。
乙方可在统一地点，提供一次统一的培训服务。
软件质保期3年，3年内免费提供软件升级和技术服务。
12系统研发计划
人影作业安全射界图绘制系统研发工作主要包括作业点位置、类型等参数信息确定、系统算法编写、系统功能开发、系统安装部署、系统培训及系统维护。
表12-1系统研发进度计划表
序号
工作描述
周期：
工作日
人月数
备注
1
作业点参数确定
10
2
2
系统算法编写
10
2
3
系统功能开发
15
3
4
系统安装部署
5
2
5
系统培训
5
2
6
系统维护
系统验收起3年
1
升级会员 