第一次世界大战爆发后，冲突持续了一个世纪之久；然而，终结“最后的战役”的默兹-阿尔贡战役始终是美国历史上最为血腥的一次战役。 但是，这 26,000 名士兵真的需要牺牲吗？ 在本课程中，您将使用 Military Tools for ArcGIS 帮助第 82 步兵师指挥官制定更好的战场决策，从而减少伤亡并加速胜利。
在本课程中将使用 Esri 商用现有软件 (COTS) 技术，这一技术经过特殊设计，即使没有军事经验的普通人员也能通过未分类设置完成场景。
要求
- ArcGIS Pro（获取免费试用）
- ArcGIS 3D Analyst extension
- ArcGIS Spatial Analyst 扩展模块
- Military Tools for ArcGIS
课程计划
探索 Military Tools for ArcGIS开始一项新工程并调整其坐标以符合军事标准。 |
|
绘制军事符号创建敌人和友军单位。 |
|
确定距离和方向确定火炮是否在单位目标范围内。 |
|
计算视域前移观察点以更好地查看目标。 |
|
探索 ArcGIS 军事工具
首先，您将安装 Military Tools for ArcGIS、创建一个新工程、更改显示坐标并添加一个图层包，其中含有代表 1918 年 10 月 7 日默兹-阿尔贡战役战场的军事符号。 完成后，即可开始探索默兹-阿尔贡战役。
下载 Military Tools for ArcGIS
Military Tools for ArcGIS 是一系列以军事任务为中心的增强功能集合，它可以简化 ArcGIS 中的国防和情报工作流。 该增强功能集包含以下工具：
- 坐标转换(Coordinate Conversion) - 在同一窗口中显示同步坐标（十进制度、军事格网参考系统等）。
- 距离和方向(Distance and Direction) - 创建大地测量线、大地测量圆和大地测量椭圆。 您可以在地图上选择某一要素并计算出距离圈。
- 可见性 - 计算距离给定点的视域并确定从观察者到目标的视距。
- 军事符号编辑器 (Military Symbol Editor) - 创建军事符号并将其添加至地图。
首先，您将创建一个文件夹，并将上述工具和工程数据放置在该文件夹中。
- 在计算机上选择一个位置并创建一个名为 Meuse-Argonne 的文件夹。
- 转至 Military Tools for ArcGIS，然后单击下载。
- 如有必要，请登录您的 Esri 帐户。
注：
如果您没有可以访问 Esri 的 ArcGIS 帐户，则可以注册一个免费的公共帐户或 ArcGIS 免费试用版。
- 在下载页面中，单击 MilitaryToolsforArcGIS zip 文件。
- 下载并解压 zip 文件内容到您的 Meuse-Argonne 文件夹。
- 在解压出的文件夹中打开 ArcGIS Pro 文件夹。 然后，打开与已安装版本相对应的 ArcGIS Pro 文件夹。
注：
要检查 ArcGIS Pro 版本，请打开 ArcGIS Pro 并单击设置。 在产品信息下，将列出您的版本号。
- 双击 MilitaryToolsforArcGISPro.esriAddinX。
- 请按照安装向导中的说明安装加载项。
现已安装适用于 ArcGIS Pro 的 Military Tools for ArcGIS 加载项。
创建新工程
ArcGIS Pro 包含用于创建 2D 地图、3D 场景和其他类型工程的空白模板列表。 地图工程模板包括地图、工程数据库、工具箱等。
- 启动 ArcGIS Pro。如果出现提示，请使用您获得许可的 ArcGIS 帐户登录。
注：
如果您没有 ArcGIS Pro 或 ArcGIS 帐户，可以注册 ArcGIS 免费试用版。
打开 ArcGIS Pro 后，您可以选择创建新工程或打开已存在的工程。如果您之前创建了一个工程，您将看到一个最近工程列表。
- 在新建下，单击地图。
- 在新建工程窗口中，将名称更改为 Meuse-Argonne，然后取消选中为此工程创建新文件夹。
- 在位置下，浏览至您的 Meuse-Argonne 文件夹并将其选中，然后单击确定。
安装工具
您已安装的 Military Tools for ArcGIS 加载项随即将军事工具选项卡添加到 ArcGIS Pro 功能区。 该选项卡中包含了可访问若干常用军事工具的按钮。 要访问其余工具，必须添加工具箱。
- 在目录窗格中，右键单击工具箱并选择添加工具箱。
- 在添加工具箱窗口中，浏览至您的 Meuse-Argonne 文件夹并将其打开。
- 打开地理处理文件夹。
- 单击 MilitaryTools.pyt 并单击确定。
Military_Tools Python 工具箱随即会添加到工具箱文件夹中。
- 在目录窗格中，展开工具箱文件夹和 MilitaryTools.pyt 工具箱。
该工具箱包含 4 个工具集，可将军事工具组织到不同的组中。 此外，安装 Military Tools for ArcGIS 加载项后，已在军事工具选项卡中添加了其他工具。 稍后，您将在本课程使用其中一些工具。
更改坐标系
在 2D 地图上投影圆形 3D 地球会导致形状、面积、距离或方向发生变形。 不同的投影在保留一些属性的同时也使其他属性发生变形，而空间分析师的工作就是确定最合适的坐标系。 地图的当前坐标系可能为 WGS 1984 Web 墨卡托辅助球体以匹配底图图层。 您需要将其更改为本地投影 UTM Zone 31N，以保留局部距离和方向。 这两个属性对于有效地在战场上移动士兵和装备至关重要。
- 在内容窗格中右键单击地图并选择属性。
- 在 地图属性 窗口中，单击 坐标系 选项卡。
- 在搜索框中输入 WGS 1984 UTM Zone 31N，然后按 Enter 键。
- 展开可用 XY 坐标系下的投影坐标系。 继续展开文件夹，直到您看到 WGS 1984 UTM Zone 31N 为止。 单击坐标系将其选中。
- 单击常规选项卡。
目前，地图的显示单位设置为十进制度。 由此可确定地图视图底部显示的坐标值的格式，这些坐标值将与指针在地图上的位置相对应。 然而，大多数军队并不使用十进制度。 军事网格参考系统 (MGRS) 是北大西洋公约组织（北约）使用的标准地理参考系统。 MGRS 在二战后由美国军方率先采用，其统一并简化了二战期间所使用的各种相互矛盾的参考系统。 如今，MGRS 被全世界所广泛采用，并且其所传递位置信息的精确度可达平方米级别。
- 将显示单位更改为 MGRS。
- 单击确定。
地图会随之改变以反映新投影。 缩小地图时，您可以看到世界的形状发生变形，但是放大到战场后，这些变形将微不足道。 现在，将使用 MGRS 来格式化地图视图下方显示的坐标值。
注：
如果您没有看到地图，请在内容窗格中，右键单击世界地形图并选择缩放至图层。
- 在快速访问工具栏上，单击保存。
注：
另外，也可以使用键盘快捷键 Ctrl+S 来保存您的工程。
定位战场
您将定位到默兹-阿尔贡战役战场，并使用坐标转换工具，通过 MGRS 坐标指定位置。
- 在地图选项卡上的查询组中单击定位按钮。
- 在定位窗格的搜索框中，输入 Chatel-Chehery, Ardennes 并按 Enter 键。
地图将缩放到此位置并用点对其进行标记。 Chatel-Chehery 位于默兹-阿尔贡战场的中心。
- 单击功能区上的军事工具选项卡。 单击军事工具组中的坐标转换工具。
当您单击地图上的某个点或为输入参数输入坐标时，坐标转换工具能够使坐标在多种常用格式之间进行转换，其中包括十进制度和 MGRS。 要执行转换，您需要将工具配置为输出到 MGRS。
- 在坐标转换窗格中，对于输出，单击添加按钮。
- 在新添输出坐标窗口中的类别下单击 MGRS。
您需要将 MGRS 坐标的高级设置配置为更易于阅读的格式。
- 展开高级并在 X 之后及 Y 之前添加一个空格。
- 单击确定。
在坐标转换窗格中，MGRS 将设置为输出坐标类型。
- 在输入下点击编辑属性按钮。
- 在编辑属性窗口的显示坐标选项卡中，选择 MGRS。
- 单击确定。
接下来，您将添加一些点。
- 对于输入，单击绘制点工具按钮。
您将使用此工具将 Chatel-Chéhéry 的坐标转换为 MGRS。
- 在地图上单击用于标记 Chatel-Chéhéry 的符号。
转换后的 MGRS 坐标值将输出到列表框中。
通过这种方式，您可以采集重要坐标的列表，然后将其导出为空间或表格数据。
- 关闭坐标转换窗格。
- 在功能区地图选项卡的导航组中，单击浏览。
- 保存工程。
您已下载并安装了 Military Tools for ArcGIS，更改了坐标系以符合军事标准，并探索了坐标转换工具以发现战役的 MGRS 位置。 接下来，您将创建若干地图要素来代表参加此次战役的德军部队和美国部队。 此外，您也可以观看有关工具演示的 Military Tools for ArcGIS 概述和坐标转换概述。
绘制军事符号
您之前调整了地图的设置以符合军事标准，并熟悉了一些军事工具。 接下来，您将使用军事符号编辑器针对参与到战役中的美军步兵团和德军步兵团绘制和创建符号，以重现 1918 年 10 月 7 日默兹-阿尔贡的战场。
本模块首先会解释说明军事决策过程 (MDMP)，以便您加深对计划参谋这一角色的理解。
了解制定军事决策过程
美国陆军已经制定了 MDMP 作为七步同步计划过程，可将指挥官的命令转化为军事行动。 指挥官通过以书面形式阐述任务来开始这一过程，促使参谋人员组织和分析最终军事行动，并进行相关演习。 您在本模块中完成的整个工作流属于 MDMP 的第二步，任务分析。
任务分析是最重要的一步。 在此步骤中生成的分析和报告将用于撰写攻击准备命令（即预先号令）。 预先号令会将接受任务中的指挥官意图转换为第三步（拟定乙方行动方案）中相关人员所需的具体详细信息。 完成决策过程的时间表取决于收到任务的时间以及执行任务的速度。 美国远征军将默兹-阿尔贡战役分为以下三个阶段：
- 9 月 26 日至 10 月 3 日 - 初始阶段，在这一阶段中，美军遭到了顽强抵抗
- 10 月 4 日至 10 月 28 日 - 本课程中讨论的中间阶段，在这一阶段中，美军把敌人赶出了阿尔贡森林，并且突破了敌军的战线
- 10 月 28 日至 11 月 11 日 - 最终阶段，在这一阶段中，美军占领了大多数战场，并以德军寻求停战为结局结束战役
美国第 82 步兵师（本课程中所述部队）一直处于后备状态，直到 1918 年 10 月 7 日才被调用，其于晚上 9:30 收到进攻命令，进攻最后阶段从凌晨 5:00 开始，前后不到八个小时。 您在本模块中完成的任务很可能就是在这 8 小时之内发生的。
向地图添加军事符号
要添加表示团的符号，您需要先下载数据，其中包含表示战场地理的图层。 接下来，您将向工程添加数据。
- 下载 MeuseArgonneData 压缩文件夹并将其提取到 Meuse-Argonne 文件夹中。
- 如有必要，可以在 ArcGIS Pro 中打开 Meuse-Argonne 工程。
- 在功能区地图选项卡的图层组中，单击添加数据按钮。
- 在添加数据窗口中，浏览至 Meuse-Argonne 文件夹。
- 单击 Railroad.lpkx，然后单击确定。
注：
如果看不到该图层，请在添加数据窗口中单击刷新按钮。
随即将 Railroads 图层添加到内容窗格。 这些铁路代表德国铁路网络的一部分，捕获它们是主要目标。
- 添加 BattlePlan.lpkx 图层。
BattlePlan 图层将显示盟军和德军部队的位置及其战壕防御工事、攻击目标和部队边界标记。 在内容窗格中，该图层被列为 Military Overlay 2525B Change 2，这是军事符号系统的标准名称。 为了避免混淆，您将重命名该图层。
- 在内容窗格中，单击 Military Overlay 2525B Change 2 一次将其选定。 再次单击该图层以使其名称可编辑。 将其重命名为 Battle Plan 并按 Enter 键。
- 展开 Battle Plan 图层。
该图层包含多个子图层，这些子图层所含的要素可用于作战计划。 具体而言，Land 和 Control Measures 图层组对于本课程非常重要。
- 如有必要，可以进行缩放以在地图上显示 Battle Plan 图层组的所有要素。
- 在地图选项卡的导航组中，单击书签并选择新建书签。
- 在创建书签窗口中，针对名称，输入 Meuse-Argonne battlefield。 单击确定。
接下来，您将熟悉 Battle Plan 图层中的一些子图层。
- 在内容窗格的 Battle Plan 图层下，关闭并打开 Land 子图层。
请注意地图窗格中与图层对应的要素。 在此子图层中，蓝色矩形表示盟军部队，红色菱形表示德军部队。
- 在 Battle Plan 下，关闭并打开 Control Measures 图层组。
在此子图层中，红线表示德军战壕，黑线表示盟军战壕。 标注 OBJ CORNAY 和 OBJ HILL 233 的两个方形要素为盟军目标。
- 在内容窗格中，折叠 Battle Plan 图层。
添加美国步兵符号
针对行动和计划，美国军方使用标准化的地图符号。 在军事符号编辑器中，可以为军队和其他重要要素创建符号，对其进行着色以表示友军实体、敌军实体或中立实体。 编辑器包括较旧的军事标准符号系统 MIL-STD2525D 和较新的 MIL-STD2525B。
- 单击功能区上的军事工具选项卡。 在军事工具组中，单击军事符号编辑器。
随即显示军事符号编辑器窗格。 您将添加一个符号来表示友方步兵。
- 在军事符号编辑器窗格底部，单击设置。
如果这是您首次使用编辑器，将显示一个对话框，提示您下载军事叠加数据模型。
- 在已禁用加载项窗口中，单击是。
- 在应用程序设置窗口中，对于军事符号系统标准，选择 MIL-STD-2525B w/ Change 2。
- 单击确定，然后再次单击确定以将该方案添加到数据库。
- 在军事符号编辑器窗格的搜索选项卡中，输入 infantry。
将返回不同种类的作战步兵部队符号。 您可能需要展开“军事符号编辑器”窗格以读取全名。
- 在结果列表中，选择第二个调动和机动：步兵：步兵条目。
- 单击内容窗格中的选项卡。
第二个 Military Overlay 2525B Change 2 图层即添加到 Battle Plan 上方。 该图层包含您将向地图添加的新部队。
- 将新图层重命名为 Attacking units。
- 在军事符号编辑器窗格中，单击符号选项卡。
您将编辑符号的属性以构建相应的步兵标记。 目前为止，身份识别/附属关系设置为友军。 蓝色表示友军部队，红色表示敌军部队。
接下来，您将添加部队的梯队，梯队是表示部队大小的军事术语。
- 针对梯队/移动性，选择团。
符号随即更新为三个垂直条块以反映梯队设置。
- 在军事符号编辑器窗格中，单击标注选项卡。
- 在标注选项卡中更改以下参数：
- 唯一标识 - 327
- 高级结构 - 82
- 国家代码 - United States
您为美军第 82 步兵师的第 327 步兵团创建了一个符号。 接下来，您会将符号添加到地图中埃克塞尔蒙的附近，埃克塞尔蒙村靠近步兵团的驻军地。
- 在定位窗格中，搜索并导航至 Exermont Ardennes。
- 在军事符号编辑器窗格底部，单击添加至地图。
- 在地图上单击埃克塞尔蒙附近的位置以添加军事符号。
注：
根据 ArcGIS Pro 的版本，您的底图可能具有不同的符号系统。
将在两条黑线之间绘制该符号，用作其他兵团的边界标记。 您将创建此位置的书签，以便在稍后进行导航。
- 在功能区上，单击地图选项卡导航组中的书签和新建书签。 创建一个名为 U.S 327 Infantry Regiment 的书签。
- 在军事符号编辑器窗格的标注选项卡上，对于唯一标识，键入 328。
- 在输入坐标选项卡中，对于坐标，键入 31UFQ4532760127。
- 单击将坐标添加到地图。
随即将一个新的军团符号添加到阿尔贡附近铁路线以北的地图。
- 缩放至新符号，然后创建一个名为美国 328 步兵团的新书签。
接下来，您将添加最后一个美国部队：美国第 321 炮兵团，其隶属于美国第 164 炮兵旅。 大部分信息是相同的，但您需要将身份识别/附属关系更改为炮兵符号，然后添加有关其火炮范围的附加信息。
- 在军事符号编辑器窗格的搜索选项卡中，搜索 artillery 并选择 Fires: Field Artillery。
- 在符号选项卡上，设置以下参数：
- 对于身份识别/附属关系，选择友军。
- 针对梯队/移动性，选择团。
- 在标注选项卡中设置以下参数：
- 对于唯一标识，键入 321。
- 针对高级结构，键入 164。
- 针对国家代码，选择美国。
- 针对其他信息，输入 (75mm)。
附加信息指示该团使用火炮的口径。
- 在输入坐标选项卡中，输入 31UFQ4690157748，然后单击将坐标添加到地图。
炮兵团显示在战场东南部区域附近。
- 单击标记/平移到坐标以定位符号。
- 创建一个名为 U.S 321 Artillery Regiment 的书签。
- 保存工程。
添加德军步兵符号
1918 年 10 月 7 日，美军第 82 步兵师与德意志帝国陆军的第 2 师兰德维尔团正面交锋。 从弗莱维尔附近的步兵团开始，您需要添加 3 个由红色菱形表示的敌方德军步兵团。
- 在军事符号编辑器窗格的搜索选项卡中，输入 infantry。
- 在结果中，选择第四个 Movement and Maneuver: Infantry 项目。
- 在符号选项卡中，确认将身份识别/附属关系设置为敌军。 将梯队/移动性设置为军团。
- 在标注选项卡中，配置以下参数：
- 对于唯一标识，键入 125。
- 针对高级结构，键入 2。
- 针对国家代码，输入德国。
- 在定位窗格中，搜索并导航至 Fléville。
- 在军事符号编辑器窗格中，单击添加到地图。 单击 Fléville 附近铁路线以西的地图以添加符号。
- 将此位置的书签设置为 German 125 Landwehr Regiment。
下一个部队是第 2 兰德维尔师的第 120 兰德维尔团。
- 在标注选项卡中，将唯一标识更改为 120。
- 在定位窗格中，搜索并导航到 Ferme du Mesnil, Chatel-Chehery。
- 在城镇附近添加军团标记。
- 关闭查找窗格。
- 将此位置的书签设置为 German 120 Landwehr Regiment。
最后一个军团为 122 兰德维尔军团，虽然此军团没有地理名称，但是可以使用 MGRS 坐标定位此军团。
- 缩小地图，至到您能够看到红色线边界标记为止。
- 将符号的唯一标识更改为 122。
- 在输入坐标选项卡中，对于坐标，复制粘贴 31UFQ4265458429。
- 单击将坐标添加到地图。
梅尼尔农场符号南侧将新增一个红色菱形符号。
- 将此位置的书签设置为 German 122 Landwehr Regiment。
- 导航至 Meuse-Argonne battlefield 书签。
- 保存工程。
管理叠加图层和地图数据
您已经向战场添加了六个表示德军步兵团和美军步兵团的军事符号。 这些军事符号作为点要素存储在地理数据库中的关联要素类中。 因此，每个符号都有相关位置和特性属性，可根据需要对它们进行更新和编辑。 接下来，您将管理数据并熟悉它们的属性信息。
- 在目录窗格中，展开数据库。
- 展开 Meuse-Argonne.gdb。 如果数据库为空，请右键单击 Meuse-Argonne.gdb 并选择刷新 。
将 Meuse-Argonne 地理数据库创建为工程的一部分。 设置军事符号系统标准时，生成了 MilitaryOverlay2525bc2 方案。
- 展开 MilitaryOverlay2525bc2 要素数据集。
要素类的集合包含使用军事符号编辑器创建和维护的各种点、线和面要素。 其中包括 Installations、LandEquipment、Activities 和 ControlMeasures。 部队要素类存储表示步兵团的点要素。
接下来，您将在内容窗格中浏览来自地理数据库中要素类的图层。
- 如有必要，在内容窗格中，展开 Attacking units 组图层。
该组图层包含若干个子组图层，它们组织关于部队、设备、设施、作战、稳定作战、应急管理和气候特点的重要要素。 可用于默兹-阿尔贡战役的子图层和要素位于 Land 和 Control Measures 图层组中。
- 如有必要，展开 Land 子组。
- 右键单击部队，然后选择属性表。
单位表包含六条记录，对应您使用军事符号编辑器添加的团数量。 附属关系字段表示部队是友军还是敌军。 这些属性值直接对应为默兹-阿尔贡战役的团创建新符号时设置的符号属性。
接下来，您将选择三个隶属于第 2 兰德维尔师的三个德军步兵团，并更新它们的“高级结构”属性。
- 在地图选项卡的选择组中单击选择按钮。
- 在地图上，选择您添加的一个德军团并按 Shift 键，同时选择其他两个团。
选择后，地图上的团及属性表中的相关记录将高亮显示。
- 如有必要，在属性表中，向右滚动以查看高级结构字段。
“高级结构”的当前值为 2。 在本例中，针对不同于美军第 82 步兵师的三个德军步兵团，您想要添加他们的高级结构名称。 与盟军部队不同，德军部队的名称反映了部队的特征和能力。 在第一次世界大战中，德军兰德维尔部队由已经完成了现役和预备役的老兵组成。 兰德维尔部队组建的目的是作为后方梯队进行防御，但是由于战争的拖延，造成了人员短缺的情况，兰德维尔部队被分配到前线作战。 盟军情报部门兰德维尔部队列为低级别。
- 双击选择的各个记录，将值更改为 2 Landwehr。
- 单击清除以清除选择的内容。
- 单击功能区上的编辑选项卡。 在管理编辑内容组中，单击保存。 在保存编辑内容窗口中，单击是。
- 关闭属性表。
- 在导航组的地图选项卡中，单击浏览。
- 在地图上，放大到您编辑的德军团。
标签已进行了更新，现指示新的属性值。
绘制图形控制措施
1918 年 10 月 7 日上午，美国第 82 步兵师的两个团发动袭击。 您将创建用于组织和协调战场活动的行进箭头轴和图形控制措施，以此说明这次攻击。 行进轴表示大量行进部队战斗力朝向目标行进的一般区域。 箭头将表示向 OBJ CORNAY 行进的美军第 327 步兵团和向 OBJ HILL 223 行进的美军第 328 步兵团。
首先，您将创建美军第 327 步兵团的行进轴。
- 导航至 US 327 Infantry Regiment 书签。 如有必要，请缩小地图以查看标注为 OBJ CORNAY 的军团和矩形。
- 在军事符号编辑器窗格的搜索选项卡中，向搜索框中键入 advance，然后按 Enter 键。
- 在结果计数列表中，选择机动区域：行进轴：主攻。
行进箭头的轴最初以黄色显示，但是颜色会在构建符号时发生更改。
- 在符号选项卡中，针对身份识别/附属关系，选择友军。 针对梯队，选择团。
- 在标注选项卡中，针对唯一标识，输入 CHARLIE。 针对国家代码，选择美国。
- 单击添加到地图。
指针将变为十字光标。
- 单击美军第 327 步兵团的中心位置，然后双击 OBJ CORNAY 框的中心位置。
表示行进轴的箭头随即显示在地图上。
- 导航至 U.S. 328 Infantry Regiment 书签，然后缩小地图，直到您也可以看到标注为 OBJ HILL 233 的矩形为止。
- 在标注选项卡中，针对下唯一标识，将文本替换为 CHAPLIN。
- 单击添加到地图，然后创建从美军第 328 步兵团到 OBJ HILL 223 的行进轴。
- 关闭军事符号编辑器窗格。
- 保存工程。
您下载了一个图层包，其中包含显示战争前线、战壕和其他战略设施的军事覆盖图层。 然后使用军事符号编辑器创建了六个军事符号，并绘制了默兹-阿尔贡战役期间，美军第 82 步兵师攻击的行进路线。 接下来，您将使用 Military Analyst 扩展模块地理空间工具进一步分析战争。 此外，您也可以观看军事符号编辑器概述。
确定距离和方向
您之前创建了准备战场所需的军事符号。 接下来，您将使用“距离和方向”工具来说明向 OBJ HILL 223 发起袭击期间，坦克和火炮是如何对美军第 328 步兵团提供支持的。 首先，您将创建射程环，用以显示美军第 344 坦克营能否跟上进攻步兵的节奏。 然后，您将使用这些环来确定美军第 321 炮兵团的 75 毫米火炮能否轰炸目标。
使用速度和时间创建环
英军在 1916 索姆河战役中首次使用坦克以打破堑壕战的僵局。 与今天相比，第一次世界大战时期的坦克既缓慢又笨拙。 在默兹-阿尔贡战役期间，美军已配备了法国雷诺 FT-17 坦克，在最佳条件下，这一型号的坦克最高时速为可达 7 千米。
在您的地图上，美军第 344 坦克营位于阿普勒蒙镇附近。 您将确定该营的 FT-17 坦克多久才能抵达 223 山。 您想知道坦克能否及时到达以帮助步兵克服铁丝网、战壕和机枪带来的重重困难。 为确定行使时间，您将使用“距离和方向”工具来绘制用于计算两个地理位置之间距离的线、椭圆和射程环。 捕捉功能增强了这款工具的准确性，这确保了要素之间彼此重合。
- 如有必要，打开 Meuse-Argonne 工程。
- 必要时，在地图下，单击比例旁边的捕捉以将其打开。
按钮随即将变为蓝色，表示其处于活动状态。 您还将设置一个参数来专门捕捉诸如军事符号等点要素。
- 指向捕捉按钮。 在捕捉窗口中，确认点将捕捉到最近的点或 LAS 点要素已打开。
- 在地图上，放大至美军第 344 坦克营（内部包含一个椭圆形的蓝色矩形）。
- 在军事工具选项卡中，单击距离和方向工具。
- 在距离和方向窗格中，单击圆形选项卡。
- 单击编辑属性按钮。 在编辑属性窗口中，选择 MGRS。 单击确定。
- 单击绘制点工具按钮。
- 单击美军第 344 坦克营。
捕捉指示器可确保您单击的位置与该坦克部队的准确位置一致。
由于军方在测量距离时使用的是千米而不是英尺，因此您将更改半径/直径参数来反映军事用途。
- 在半径/直径下方，选择千米。
距离计算器可用于根据对象的行驶速度绘制环。 具体来说，您想知道 FT-17 坦克能否跟上步兵的行进速度，在两小时内是否能抵达 223 山。
- 展开距离计算器。
- 针对时间，输入 2，然后选择小时。
FT-17 坦克每小时最快可行驶 7 千米（千米/小时）。 然而，由于雨水和泥土，以及诸如炮弹坑和铁丝网等战场上的障碍物，您预计坦克可能以 2 千米每小时的速度前进。
- 针对比率，输入 2，然后选择千米/小时。
地图随即进行调整，而后显示圆圈。 这个圆圈表示美军第 344 坦克营能够随步兵一起抵达 223 山的基地。 袭击开始时，您可以命令美军第 344 坦克营尽可能移至靠近战壕的位置，以此增加坦克的射程。
- 单击功能区上的地图选项卡。 在导航组中，单击浏览。
- 在距离和方向窗格中，从中心点框中删除文本。
- 创建一个名为 October 7, 1918 的书签。
以交互的方式创建范围环
您将再次使用距离和方向工具，但这次您将使用该工具绘制美军第 321 炮兵团在 Mounblainville 附近当前位置的射程。 需要部队的 75 毫米火炮来对 223 山发动袭击。
您想知道火炮弹片炮弹和高爆炮弹的有效射程（分别为 6.5 千米和 7.4 千米）能否覆盖 OBJ HILL 223 和 223 山袭击后的下一目标：铁路轨道。 弹片炮弹旨在压制敌方人员的火力，而高爆炮弹旨在摧毁诸如铁丝网和机枪巢等障碍物和防御工事。
- 导航至 U.S. 321 Artillery Regiment 书签。
- 必要时，缩小地图，直到您也可以看到 OBJ HILL 223 为止。
- 在距离和方向窗口中，单击环选项卡。
- 如有必要，请将环类型设置为交互。
- 如有必要，单击编辑属性按钮，然后选择 MGRS。
- 单击绘制点工具按钮并单击美军第 321 炮兵团。
- 将距离单位更改为千米。
- 在地图上，指向 OBJ HILL 223 的中心。
当移动指针时，地图上会显示一个随之移动的灰色直径环，此外，距离和方向窗格中的半径框中会反映出距离。
- 移动指针，使圆圈完全覆盖 OBJ HILL 223 目标框。 请记下半径值，然后单击地图。
圆圈将更改颜色。 半径约为 7.5 千米，这表示 75 毫米火炮在弹片（6.5 千米）和高爆弹（7.4 千米）的最大射程之外。
- 在地图选项卡中，单击浏览按钮。
- 如有必要，可缩小地图，直到您能够看到整个红色圆圈。
部队需要从当前位置靠近战壕，以便火炮可以在对 223 山发动袭击时提供支持。
- 在环选项卡底部，单击全部清除按钮以移除图形。
- 导航至 October 7, 1918 书签。
重新定位部队
接下来，您将重新定位美国第 321 炮兵团，以更好地对美国第 328 步兵团提供支持。
- 在编辑选项卡的工具组中，单击移动工具。
- 单击美国第 321 炮兵团。
部队随即将被突出显示，一个黄点会显示在点要素上。
注：
如果红色距离圆圈仍然在地图上，请在选择美军第 321 炮兵团之前将其删除。 通过选择圆圈，然后在编辑选项卡的要素组中选择删除将其删除。
- 将该部队拖动至位于美国第 328 步兵团东北部的高地。
- 在选择组中，单击清除按钮。
- 可以选择使用方向和距离工具来确定重新定位的美军第 321 炮兵团是否位于 OBJ HILL 223 的范围内。
- 保存您的编辑内容并保存该工程。
您使用距离和方向工具预计了坦克可以行驶的距离并了解了火炮部队的目标是否在其射程内。 虽然美军第 321 炮兵团的火炮射程涵盖 223 山，但部队仍需要在袭击期间观察目标和在步兵朝目标行进期间向炮兵报告的士兵。 通过保持沟通，这些被称为前方观察员的专业士兵可以调整火力，以便炮兵能够尽可能少的使用炮弹来击中预定目标。 为完成其工作，前方观察员需要置身高地，并且选择自身与目标之间障碍物最少的位置。
接下来，您将使用可见性工具来确保这些前方观察员对袭击目标 223 山的视野一览无遗。 此外，您还可以观看讨论距离和方向工具的视频。
计算视域
您之前确定了要向步兵提供支持，盟军部队需要前进的距离。 接下来，您将计算视域来确定军队前方观察员看见的内容可以对战役带来什么影响。 视域可计算从一位或多位观察员位置处观望，某一区域的可见度，结果会显示对于一位或多位观察员来说可以看到（或看不到）的区域。 首先，您将定义想要安置前方观察员的区域。 然后，您将使用线性通视分析 (LLOS) 工具和径向通视分析 (RLOS) 工具针对不同的视线创建视图。 LLOS 说明针对桥和检查点等特定地点，观察员的视线是否被遮挡。 RLOS 说明观察员可以看到和看不到的所有内容。
本地图中使用的高程数据由美国国家航空航天局 (NASA) 赞助提供。 根据来源的不同，高程数据可能的差异可能极大，因此使用不同的高程集时，结果可能会有所不同。
添加高程数据
您需要在美国第 82 步兵师的作战区域范围内，找到最高点的位置，从而安置前方观察员团队。 首先，您将添加高程图层。
- 如有必要，打开 Meuse-Argonne 工程。
- 在地图选项卡的图层组中，单击添加数据。
- 浏览至 Meuse-Argonne 文件夹，双击 meuseargonnedata 文件夹，单击 Elevation.lpkx，然后单击确定。 （您可能需要刷新窗口才能看到高程数据。）
将高程图层添加到地图的地形底图上方。
地形可以决定战略，因此意识到战场中海拔的影响会有助于您了解敌军部队和友军部队的行进和行为方式及其原因。 在本示例中，高地说明了为什么德军第二师兰德维尔军团要占领这些位置。 高处的优势位置可使机枪手和前方观察员了解下方美军战壕的情况，从而有助于发出命令。
各种灰色阴影反映地形的特征，高程越高颜色越浅，反之高程越低颜色越深。 您将更改配色方案，使高程在视觉上更易于解读。
- 在内容窗格中，向下滚动并右键单击 Meuse-Argonne 高程图层符号系统。 在符号选择器中，单击箭头以显示其他配色方案。
- 在配色方案列表的底部，选中显示名称。
- 再次右键单击高程图层符号系统，然后选择高程 ＃1。
- 将应用高程 1 配色方案，高程以绿色、黄色和棕色表示，其中绿色表示低地，黄色和棕色表示高地。
该图更好地解释了为什么美军第 82 步兵师在袭击中遭受了如此多的伤亡。 在德军清晰的视野下，美国士兵被迫越过开阔的地面，上山发动进攻。 德军建立了自己的阵地，美军几乎不占地形优势。
- 在内容窗格中，将 MeuseArgonneDEMZone31.tif 图层拖动至 Topographic 图层下方。
高程图层虽然被底图掩膜，但是将作为本课程中所使用的地理空间工具的高程源。
找到最高高程
接下来，您将在想要安置观察员团队的区域内确定高程最高的位置，以便观察员团队的成员可以清楚地看到 OBJ HILL 223。 您将使用在第一个模块中下载的地理空间工具之一最高点工具。 理想情况下，前方观察员的位置应尽可能远。
- 在目录窗格的工具箱下方，展开 Military_Tools.pyt。
- 展开可见性工具集。 双击最高点打开此工具。
- 在地理处理窗格中，单击“编辑”按钮以创建新的 Highest Points Input Area 图层。
“编辑”选项随即显示在输入区域参数下方。
- 单击面工具。
您将为前方观察员绘制一个面。 在该面内，最高点工具将找到最高高程。
- 在面的左上角，单击与兵团边界标记相交的美军战壕，标记为 XXX。
- 从美军战壕南部到分区控制测量线，标记为 XX，然后单击。
- 继续沿控制测量线 XX，直到结束处，然后单击。
- 继续向北至控制测量线 XXX，然后单击。
- 继续沿控制测量线 XXX，直至左上角的原始起点。 双击以完成面。
- 在地理处理窗格中，针对输入表面，选择 MeuseArgonneDEMZone31.tif 图层。
- 对于输出最高点要素，输入 HighestPoint82INFDIV。
- 单击运行。
金色符号用于标记在美军第 82 步兵师作战区域内定义的区域中的最高高程点。 它被标记为 240 米。 此高程表示针对前方观察员定义的区域内的唯一最高位置。 如果输入区域内找到了多个 240 米的高程，则工具将返回其他最高点。
- 在内容窗格中，取消选中 Highest_Points_Input_Area_Polygons 图层。
Highest Point 图层是一个临时图层。 要在地理处理工具中使用此数据，需要将其转换为永久要素类。
- 在内容窗格中，右键单击 HighestPoint82INFDIV，指向数据，然后选择导出要素。
- 在导出要素对话框中，对于输出名称，输入 ForwardObservers，然后单击确定。
一个新的 ForwardObservers 点要素类即被添加到内容窗格中。 接下来，您将更改符号以表示前方观察员。
- 右键单击 ForwardObservers 图层，然后选择符号系统。
- 在符号系统窗格中，单击点符号。
- 在图库选项卡的搜索框中，输入 observer friend，然后按 Enter 键。
- 在结果列表中，单击 Fires: Field Artillery Observer: Original。
要素符号系统会进行更新。
- 关闭符号系统窗格。
- 在内容窗格中，取消选中 HighestPoint82INFDIV 图层。
现在您已了解了前方观察员的位置，您将要确定团队成员是否能看见 OBJ HILL 223。 接下来，您将按照与定位前方观察员团队类似的步骤查找目标框内的最高点。
- 打开最高点工具。
- 对于输入区域，单击“编辑”按钮。
和以前一样，您将定义一个区域，除此之外，您现在还将使用一个矩形来匹配目标框的大小。
- 单击矩形符号。
- 单击 OBJ HILL 223 的左上角，然后单击右上角，最后双击右下角。
随即完成矩形，并将新图层 Highest_Points_Input_Area_Polygons_2 添加到内容窗格中。 您将再次在 223 山目标框范围内查找最高点。
- 在地理处理窗格中，针对输入表面，选择 MeuseArgonneDEMZone31.tif。
- 对于输出最高点要素，输入 HighestPointOBJHILL223。
- 单击运行。
随即将名为 HighestPointOBJHILL223 的新图层添加到内容窗格和地图中。 此次，多个聚类点中的最高海拔值为 258 米。 和以前一样，您可以将点转换为永久要素类。
- 右键单击新图层，指向数据，然后选择导出要素。
- 在导出要素对话框中，对于输出名称，输入 HighestPoint_Hill223。
- 单击确定。 在内容窗格中，取消选中 HighestPointOBJHILL223 和 Highest_Points_Input_Area_Polygons_2。
创建线性通视分析
线性通视分析说明观察员能否看见地面上的某一特定点。 您将确定前方观察员看向 OBJ HILL 223 的视线是否无障碍。
- 在军事工具选项卡的军事工具组中，单击可见性。
- 可见性窗格随即出现。 如有必要，可单击 LLOS 选项卡。
该工具会自动将 MeuseArgonneDEMZone31.tif 图层标识和设置为高程源。
- 单击编辑属性按钮，然后选择 MGRS。 单击确定。
- 针对观察点，单击观察员绘制点工具按钮。
- 单击前方观察员点符号的中心，使用捕捉功能。
地图上将显示一个蓝点。
- 在可见性工具中，单击目标绘制点工具按钮。
- 在地图上，单击最高点之一 223 山。
在可见性工具中，表面上方高度参数会假定观察员的视野在被测表面两米之上，大约为一个正常士兵的身高。 可根据需要调整观察员和目标的高度。
- 针对表面上方高度的目标，输入 2。
- 在 LLOS 选项卡上，单击确定。
工具运行需要花费一些时间。 完成后，内容窗格中添加多个支持图层。
- 在内容窗格中，展开新的 LLOS 图层组并找到 LLOS_Output 图层。 关闭并打开图层以确定工具是否已将线要素添加到地图。
LLOS_Output 图层将显示您所确定的观察员和目标之间的视线。 生成的线段采用红色和绿色的颜色编码，表示对于观察员来说沿线的哪些位置可见（绿色），哪些位置不可见（红色）。
前方观察员对 OBJ HILL 223 的视线有被障碍物遮挡的部分。
- 在内容窗格中，展开 LLOS 图层组，然后找到 LLOS_Targets 图层。 关闭并打开图层以确定工具是否已将点要素添加到地图。
由于目标位置是绿色的，因此观察员可以看到目标位置，但是可以使该目标的视线变得更明显。 接下来，您将重新运行该工具，将观察员置于 10 米高度处。 将观察员置于地面上的某一建筑物或树木中可以实现这一高程。
- 在内容窗格中，移除 LLOS 图层组。
- 在可见性窗格的表面上方高度下，对于观察员，将 2 更改为 10。
- 单击确定。
观察员置于 10 米高的位置后，可以消除部分盲点，但是并不能消除所有盲点。 改善前方观察员的视野有助于调整火力，不但能够节省弹药，还能够挽救生命。
创建径向通视分析
前方观察员不太可能只从一个方向观察目标。 通常情况下，观察员会从 180 度半径或更大的范围观察预期目标。 确定前方观察员位于表面上方 10 米时，其视野内的可见位置和不可见位置大有裨益。 这就是径向通视分析 (RLOS) 工具的价值所在，它可以计算某一区域来自一个或多个观察员位置的可见性。 结果显示对一个或多个观察员来说可见的区域。
- 在内容窗格中，取消选中 LLOS_1 图层组。
- 在可见性窗格中，单击 RLOS 选项卡。
- 单击观察员绘制点工具，然后单击前方观察员位置。
- 选中在输出中符号化不可见数据框。
- 展开观察员选项。
- 针对观察员，将高度值从 2 更改为 10。
- 将距离从 0 更改为 5000。
- 对于视野，将水平改为 0 至 360。
- 单击确定。
完成后，RLOS 工具将在内容窗格中添加一个新图层组。 此图层表示对位于表面上方 10 米处的观察员可见或不可见的位置。
- 在地图上，放大前方观察员面前的区域。
应用于图层的配色方案是随机选择的。 为简化对可见区域和不可见区域的识别，您将修改图层的符号系统，使用绿色表示可见区域，使用红色表示不可见区域。
- 在内容窗格的 RLOS_Visibility_2 图层中，右键单击观察员 1 可见的符号，然后选择浅绿色。
- 对于 不可见，选择浅红色。
- 如有必要，缩小以便观察美军第 327 和第 328 步兵团的行进轴。
该视域表明，第 327 和第 328 步兵团都将通过通过浅红色区域表示的大片盲区行进。 它还表明德军第二师兰德维尔团找到了观察员视线下方的低洼区域，最大程度上利用了防御阵地的优势。 事先了解这一点意味着第 82 步兵师可以将观察员安排在观测气球上（这是第一次世界大战期间部署的一种方法），从而提升攻击期间的可见性。然而，这种方法对于默兹-阿尔贡战役来说成功的可能性并不大，这是因为大多数战争都发生在雨雾天气。
了解到这些知识后，军团还会采取一些措施改进炮兵和前方步兵之间的移动通信情况。 在第一次世界大战中，这通常意味着派遣士兵作为信使或释放信鸽。
- 在内容窗格中，取消选中 RLOS_2 图层组并将其折叠。
- 保存工程。
将战场的 2D 地图转换为 3D 场景
接下来，您会将 2D 地图转换为 3D 场景，以浏览步兵位置和敌军防御工事的可见性，以及前方观察员的视域。
- 在内容窗格中，打开 LLOS_1 图层组。
- 在目录窗格中，展开地图。
- 右键单击地图，指向转换，然后选择至局部场景。
可使用 2D 地图中的相同图层创建 3D 场景。
- 在场景中，定位 223 山和前方观察员之间的白色视线。
- 单击鼠标滚轮按钮可朝地图顶部旋转场景。 缩放至视线。
注：
有关在场景内移动的帮助，请参阅在 3D 模式下导航。
白色的管线表示前方观察员和 223 山上最高点之间的直接视线。 这种侧视图可以更好地说明针对任务范围包括在步兵前进的过程中调整炮火火力的前方观察员，默兹-阿尔贡战场的丘陵地区如何对其造成盲区（以红色表示）。 在第一次世界大战后期，在滚滚炮火的掩护下前进成为了一种常见战术。
绿色和红色视线似乎埋在地下。 接下来，您将通过更改高程表面以匹配用于创建视线的 MeuseArgonne DEM 图层，从而提高其可见性。
- 在内容窗格中，将 MeuseArgonneDEMZone31.tif 拖动到地面图层类别，位于 WorldElevation3D/Terrain3D 上方。
注：
内容窗格中的高程表面图层类别用于定义 3D 地形的绘制方法。 在此场景中，将根据 Meuse Argonne DEM 调整地面形状。 对于超出 DEM 范围的区域，将根据默认的世界高程表面调整地面形状。
在某些角度仍然很难看到这条线。
- 在内容窗格中，展开 LLOS_1，然后双击 LLOS_Output_1 以打开图层属性窗口。
在内容窗格中，2D 图层类别中的符号将在高程表面叠加绘制。 3D 图层类别中的符号将在定义高程绘制，通常漂浮在空中。 可以在图层属性窗口中调整这些高程值。
- 单击高程选项卡。 对于制图偏移，键入 10。
此属性可将绿色和红色视线提高 10 米，使其更容易被看到。
- 单击确定。
- 旋转并倾斜场景，使您自己的视角接近前方观察员的视角。
如果您越接近查看者的位置，则可以看到的红色区域将越少，因为这些区域将对此优势位置隐藏。 更改底图同样有助于进一步了解地形。
- 在地图选项卡的图层组中，单击底图，然后选择影像。
似乎查看者和目标均位于树木繁茂的山上，两者之间大部分是农田。
- 导航场景以浏览此区域。
更改底图可为您提供有关地形的更多信息。 在这种情况下，露天农田可以为前进的坦克提供平坦的道路。 溪流和树木可以帮助伪装前进的步兵。 然而，OBJ CORNAY 和 OBJ HILL 223 附近的茂密树林便于挖掘壕沟，可以为德国机枪手提供极好的伪装。 您正在查看的是现代影像，而不是默兹-阿尔贡战役期间此区域中遭受重重破坏的景观，但其提供了一个插图以说明影像图层如何提供分析地形所需的背景以及如何影响战斗行动。 在第一次世界大战期间，航空摄影被广泛用于侦察。
- 保存工程。
- 关闭 ArcGIS Pro。
在本课程中，您将 Military Tools for ArcGIS 应用于至今为止仍是美国历史上最血腥的一役的默兹-阿尔贡战役。 首先，您将一个新工程转换为了任务型地图。 然后，您使用军事符号编辑器创建了参与到 1918 年 10 月 7 日上午这一战役的美军步兵和德军步兵。 借助距离和方向，您发现了关于 75 毫米火炮和 FT-17 坦克射程的关键信息，而这二者在美军第 328 步兵团袭击中占据支持性地位。 利用可见性工具，您进行了简单的调整，提高了“火炮之眼”- 前方观察员的视域。
这些课程中介绍的工具适用于各种民用职业用途，例如消防员、制图人员、警察和通讯专家。 搜索和救援官员可以使用这些工具来建立视域，以便高效搜寻迷路的徒步者。 此外，您也可以观看关于可见性工具的这一视频。
您可以在 Learn ArcGIS 课程库中找到更多课程。
沒有留言:
張貼留言