Müşterek Harekat Alanı Simülasyon Sistemi: Temsili Ortam Standart ve Uygulamaları

Transkript

1 MÜHATEM Yazılım Prgramlama Kütüphanesi Çağatay Ündeğer (a), Altan Yavaş (b), Mustafa Ocak (b), Umut Akın (b), Ziya İpekkan (b) (a) STM A.Ş., Kafkas Sk. N:56, Beştepe, Ankara, (b) Genelkurmay BİLKARDEM Bşk.lığı, Bakanlıklar, Ankara ÖZ Müşterek Harekat Alanı Simülasyn Sistemi: Temsili Ortam Standart ve Uygulamaları (MÜHATEM) Prjesi, ODTÜ TSK Mdelleme ve Simülasyn Araştırma ve Uygulama Merkezi (MODSİMMER) Çalışma Planında yer alan hedeflerden biri lan Müşterek Harekat Alanı Simülasyn Sistemi (MÜHASİS) nin geliştirilmesi kapsamında, bir alt yapı prjesi larak bir yılı aşkın bir ön çalışmanın ardından Kasım 2002 yılında başlatılmıştır. Bu bildiride, MÜHATEM Prjesi kapsamında geliştirilen yazılım prgramlama kütüphanesi özetle tanıtılmaktadır. Anahtar Kelimeler: Müşterek Harekat Alanı Simülasyn Sistemi, Temsili harekat rtamı, Temsili rtam standartları, Temsili rtam veritabanı, Temsili rtam yazılım kütüphanesi, Temsili rtam mdelleme. MÜHATEM Sftware Prgramming Library ABSTRACT Fllwing a ne-year f preliminary study, the prject, Cmmn Missin Space Simulatin System: Synthetic Envirnment Standards and Applicatins (MÜHATEM), was started in Nvember 2002 as an infrastructure prject in the scpe f develpment f Cmmn Missin Space Simulatin System (MÜHASİS), which is ne f the bjectives f METU TUF Mdeling and Simulatin Research and Develpment Center (MODSİMMER) Wrking Plan. In this paper, the applicatin prgraming library develped in MÜHATEM Prject is briefly intrduced. Keywrds: Cmmn Missin Space Simulatin System, Synthetic theather f war, Synthetic envirnment standards, Synthetic envirnment database, Synthetic envirnment sftware library, Synthetic envirnment mdeling. 1. GİRİŞ Bilgisayar benzetimi (simülasynu), gerçek veya terik bir fiziksel sistem mdelinin bilgisayar rtamında tasarlanması, çalıştırılması ve çalıştırma snuçlarının analiz edilmesi disiplinidir. Benzetim, gerçek hayatta luşturulması zr veya imkansız durumları, sınırları çizilmiş bir düzeyde dğru ve gerçekçi şekilde bilgisayar rtamında

2 yaratmayı sağlar ve denemeye dayalı öğrenme prensibini kullanır. Benzetimlerin, sistemin gerçeğinin yerini tutması hiç bir zaman beklenemez çünkü bir şeyin yüzde yüz benzeri ancak şeyin kendisi labilir. Askeri alanda, temsili rtam mdelleme, benzetimi yapılacak bir harekatın gerçekleştirileceği sentetik rtamın bilgisayarda sanal larak luşturulmasıdır. MÜHATEM Prjesi, TSK nin tüm mdelleme ve simülasyn prjelerinde rtak bir ihtiyaç larak öne çıkan temsili rtam mdellemesinin, tekrarların önüne geçilerek sağlanması amacıyla, ODTÜ TSK MODSİMMER tarafından hazırlanan Mdelleme ve Simülasyn Çalışma Planında yer alan hedeflerden biri lan MÜHASİS nin geliştirilmesi kapsamında, bir alt yapı prjesi larak Kasım 2002 de başlatılmıştır. MÜHATEM Prjesi ile; 1. MÜHASİS in ihtiyaç duyacağı harekat alanı unsurlarının, benzetimi yapılmış harekat rtamında en gerçekçi şekilde bir araya getirilmesine yönelik alt yapının tesis edilmesi, 2. Temsili rtam veri standartlarının belirlenmesi, 3. Temsili rtam verilerinin tplanması, derlenmesi ve bir veritabanı luşturularak kullanılabilir hale getirilmesi, 4. Tekrarların önlenmesi ile kaynak tasarrufu sağlanması ve 5. Benzetim sistemlerinin birlikte çalışabilirliğinin klaylaştırılması hedeflenmiştir. Çevrenin temsili için gerekli veriler Harekat alanı varlıklarının temsili için gerekli veriler İnsan davranışlarının temsili için gerekli veriler Temsili rtam veritabanı Temsili rtam yazılım kütüphaneleri (API) Temsili rtam sistem uygulama yazılımları Şekil 1. MÜHATEM Kapsamı Prje kapsamında (bknz. Şekil 1), tüm harekat rtamının (çevre, varlıklar, insan davranış ve görevleri) temsili için gerekli veriler tplanmakta, derlenmekte ve bir temsili rtam veritabanı hazırlanmaktadır. Ayrıca söz knusu veritabanının benzetim sistemlerince kullanılabilmesi için gerekli yazılım kütüphaneleri (API) ve temsili rtam veritabanının idamesi için gerekli sistem uygulama yazılımları geliştirilmektedir. Bu bildiride, geliştirilen yazılım prgramlama kütüphaneleri kısaca anlatılmakta lup detaylı bilgi için [1] ye bakılması önerilir. MÜHATEM kapsamında geliştirilen kütüphanelerin genel yapısı Bölüm 2 de, alt yapı kütüphaneleri Bölüm 3 te, çevre ilişkili kütüphaneler Bölüm 4 te, harekat alanı varlıklarına ilişkin kütüphaneler Bölüm 5 te ve görselleştirme ile arayüz kntrllerine yönelik kütüphaneler Bölüm 6 da anlatılmaktadır. Bölüm 7 de, snuç ve ileriye yönelik çalışmalar yer almaktadır.

3 2. MÜHATEM YAZILIM PROGRAMLAMA KÜTÜPHANESİ MÜHATEM yazılım prgramlama kütüphaneleri C++ tabanlı larak geliştirilmektedir. Şu an için API, Windws işletim sisteminde Brland C++ Builder ile Micrsft Visual C++ ve Linux tabanlı işletim sistemlerinde Brland Kylix te çalışabilmektedir. Bununların dışında bir JNI ara katmanı yazılarak hem Windws da hem de Linux te JAVA tarafından kullanılabilirliği test edilmiştir. Arayüz Kntrlleri Kütüphanesi Görselleştirme Kütüphanesi Çevre Algritmaları Kütüphanesi Çevre Standartları Kütüphanesi Kavramsal Mdel Erişim Kütüphanesi Çevre Erişim Kütüphanesi Varlık Algritmaları Kütüphanesi Çevre Güncelleme Kütüphanesi Varlık Erişim Kütüphanesi Temel Algritmalar Kütüphanesi Dsya Yükleyicileri Kütüphanesi Sistem Erişim Kütüphanesi Şekil 2. MÜHATEM Yazılım Kütüphaneleri Hız ihtiyacı çk yğun lan benzetim sistemlerinde, C++ kullanımı JAVA ve C# gibi yrumlayıcılara ranla çk daha fazladır. JAVA gibi dillerin birden fazla işletim sistemine klay taşınabilirliği bu dillerin kullanımını cezbetse bile bu dillerde hazırlanan benzetim sistemlerinin perfrmansları beklenen düzeyde lmamaktadır. C++ ile hazırlanan yazılımlarının standard C/C++ kütüphaneleri dışındaki kmutları yğun larak kullanmamaları farklı işletim sistemlerine taşınabilirliklerini klaylaştırmakta ve genelde sadece kullanıcı arayüzleri açısından geçişler zaman almaktadır. Hatta, platfrm bağımsız kullanıcı arayüz tasarım kütüphaneleri (TCL/TK [2], vb.) kullanan uygulamalarda bu geçiş de zaman almamaktadır. MÜHATEM in geliştirilmesinde işletim sistemi, derleyici rtamı ve kullanıcı arayüzlerine özel kmutların kullanımından azami düzeyde kaçınılmış, kullanımının gerekli lduğu durumlarda ileride anlatılacak lan Sistem Erişim Kütüphanesi üzerinden bir ara katman aracılığıyla erişim sağlanmıştır. MÜHATEM yazılım kütüphaneleri Şekil 2 de gösterilen katmanlı yapıya sahiptir. Bu katmanlar, müteakip bölümlerde anlatılan alt yapı, çevre, varlıklar ve görselleştirme/arayüz kntrlleri kütüphaneleri larak dört temel kategride ele alınmaktadır. 3. ALT YAPI KÜTÜPHANELERİ Alt yapı kütüphaneleri, benzetim sistemleri tarafından yğunlukla ihtiyaç duyulan genel fnksiyn ve algritmaları içerir. Bu bölümde genelde MÜHATEM yapısına özelleşmiş kısımlar yer almaz. İlerleyen alt bölümlerde alt yapı kütüphaneleri özetlenmiştir.

4 3.1 Sistem Erişim Kütüphanesi Bu kütüphane, işletim sistemi kaynaklarına (metin, tarih, görüntü, ses, disk, hafıza, veritabanı, vb. işlemler) erişimi sağlayan fnksiyn ve nesne sınıflarını içerir ve derleyici/işletim sistemi özelinde kdları barındıran tek kütüphanedir. Diğer yazılım kütüphaneleri bu kütüphane üzerinden sistem kaynaklarına erişir. Böylece kdların derleyici ve platfrm bağımsız lması sadece bu kütüphanenin güncellenmesi ile sağlanır. 3.2 Temel Algritmalar Kütüphanesi Bu kütüphane, genel maksatlı algritmaları ihtiva eder. Krdinat dönüşümleri (Cğrafi/UTM/kartezyen krdinat sistemi ve WGS-84/ED-50 datum dönüşümleri, vb.), vektör (çevirme, açı hesaplama, çizgi kesişim testleri, matris işlemleri, vb.) ve çkgen işlemleri (delaunay üçgenleştirmesi, çkgen üçgenleştirmesi, kesişim testleri, vb.), yapay sinir ağları, karar ağaçları, kşum zamanı değişkenleri ve kşum zamanı yrumlayıcıları (run-time interpreter - script prgramlama) bunlara örnek larak verilebilir. Ayrıca bu kütüphane içinde bütün üst katmanlardaki nesne sınıflarının kalıtım ylu ile türetildiği TObjectBaseClass adlı temel nesne sınıfı bulunmaktadır. Bu nesne sınıfı, derleme (cmpile-time) ve kşum zamanı (run-time) değişkenleri ile metdlarına kullanıcı arayüzleri ve script prgramlama ile erişimi sağlayan alt yapı metdlarına sahiptir. Bu nesneler üzerinde, C++ benzeri bir dilde script metdlar tanımlamak ve çalıştırmak mümkündür. 3.3 Dsya Yükleyicileri Kütüphanesi Bu kütüphane, çeşitli frmatdaki dsyaların yüklenmesini sağlayan nesne sınıflarını içerir. İmaj yükleme (Bitmap-*.bmp, Truevisin TARGA-*.tga, Audi Vide Interleave-*.avi, vb.), üç byutlu mdel yükleme (3D Studi-*.3ds, Quake 2 Mdel File-*.md2, vb.), raster cğrafi veri yükleme (Digital Elevatin Data-*.dt?, Digital Elevatin Mdel-*.dem, Tagged Image File-*.tif, vb.), vektör cğrafi veri yükleme (ESRI Shape-*.shp, S-57, vb.), sembl yükleme (vektör ve imaj sembller) ve XML dsya yükleme larak altı ana kategride geliştirilmiştir. İleride ses dsyalarını yüklemeye ilişkin bir kısmın da eklenmesi planlanmaktadır. 4. ÇEVRE KÜTÜPHANELERİ Bu kütüphane, kara, su alanları, atmsfer ve astrnmiye ilişkin MÜHATEM veritabanlarının yaratılması ve kullanılmasını sağlayan nesne sınıflarını içerir. Çevre erişim, çevre standartları, çevre algritmaları ve çevre güncelleme lmak üzere dört alt kütüphaneden luşur. 4.1 Çevre Erişim Kütüphanesi Çevre erişim kütüphanesi, çevre verilerini luşturmak, bütünleştirmek, saklamak ve geri yükleyerek kullanabilmek amacıyla hazırlanmış jenerik bir yazılım kütüphanesidir. Raster tabanlı harita verileri, vektör tabanlı harita verileri ve nkta tabanlı zaman ilişkili cğrafi veriler larak üç alt kütüphaneye bölünür.

5 Raster Tabanlı Harita Verileri Raster tabanlı harita verileri alt kütüphanesi, tüm dünyayı cğrafi krdinatlar cinsinden eşit byutlu blklara bölerek 2 byutlu bir matrise (bknz. Şekil 2) dönüştürür. Matrisin her elemanı (blğu) kendi içinde çk çözünürlüklü larak tutulan 2 byutlu bir dizi matris daha barındırır. Bir blk 0 ile 9 arasında bir çözünürlükte yaratılabilir, kayıt edilebilir ve geri yüklenebilir. Çözünürlük, bir blğun verilerini tutan 2 byut matrisin byutlarını ifade eder. Çözünürlüğü n lan bir blğun verilerini tutan matrisinin byutları 2 (n+1) x2 (n+1) dir. Dlayısıyla 9 nlu çözünürlüğe sahip bir matrisin byutları 1024x1024 dür. Matrisin her elemanı bir cğrafi nktaya ilişkin istenilen tiplerde, bir yada daha fazla alanda veri tutar (yükseklik, derinlik, renk (RGB), vb.). Bir blk matrisinin en kuzey ve dğu kenarlarındaki elemanlar kuzey, dğu ve kuzey-dğudaki kmşu blkların elemanlarıyla çakışır. Dlayısıyla n çözünürlüklü bir matris, bir blğu (2 (n+1) -1)x(2 (n+1) -1) parçaya böler (bknz. Şekil 3). Şekil 2. Dünyanın blklara ayrılması 180W klnlar 180E 90N Dünyayı blklara ayıran 2 byutlu matris 90S bir blk 0 nlu çöz. 1 nlu çöz. 2 nlu çöz. Şekil 3. Blkların çözünürlükleri içermesi Bir blğun maksimum 10 çözünürlük ile sınırlandırılmasının nedeni, bir blk için gerekli hafıza ihtiyacının çk artmamasının ve verileri yükleme ile işleme perfrmansının çk fazla düşmemesinin garanti edilmesidir. Ancak bu sınırlama ile çk yüksek çözünürlüklü verilerin (örneğin 1 metre) tutulabilmesi için dünyanın çk fazla sayıda blğa bölünmesi gerekir. Çk fazla blk kullanımı, yüksek çözünürlüklü ama dar alanda çalışan benzetim sistemleri (örneğin kara aracı simülatörleri) için idealdir ancak çk düşük çözünürlüklü ve geniş alanda çalışan bir benzetim sisteminde (örneğin JTLS) küçük küçük bir çk blğun işlenmesinden dlayı perfrmans çk fazla düşmektedir.

6 Dlayısıyla MÜHATEM de dünya stratejik, peratif ve taktik larak üç farklı detay grubunda blklamaya tabi tutulmuştur. Yazılım geliştiriciler, ihtiyaçlarına göre bu detay gruplarının bir yada daha fazlasını aynı anda kullanabilmektedir. Stratejik detay grubu, dünyayı 32x16 adet blğa böler ve her blk en fazla 39,5 saniye (yaklaşık 1 km) çözünürlüklü veri tutabilir. Operatif detay grubu, dünyayı 2048x1024 adet blğa böler ve her blk en fazla 0,6 saniye (yaklaşık 17 m) çözünürlüklü veri tutabilir. Sn larak taktik detay grubu, dünyayı x65536 adet blğa böler ve her blk en fazla 0,009 saniye (yaklaşık 27 cm) çözünürlüklü veri tutabilir. İleride daha yüksek çözünürlüklü verilere ihtiyaç lduğu durumda, mühendislik detay grubu eklenerek 4 mm düzeyine inmek mümkündür. Anılan blklar, kullanıcı açısından 2 byutlu bir matris üzerinden erişiliyr gibi gözükse de aslında hafızada yer kaplamamaları açısından ağaç yapısında tutulmaktadırlar. Her blk bir birinden bağımsız larak yaratılabilmekte, veritabanından yüklenebilmekte ve hafızadan silinebilmektedir. Blklar istenilen çözünürlükte (veri mevcutsa) yüklenebilmektedir. Bir çözünürlük yüklendiğinde çözünürlükten küçük lan tüm çözünürlüklerde hafızaya yüklenmektedir. Örneğin 3 nlu çözünürlüğün yüklenmesi aynı zamanda 0, 1 ve 2 nin de yüklenmiş lması anlamına gelir. Bu kütüphane kişiselleştirilebilir blk verileri tutmaya yönelik lup, yüklenen verilerin yrumlanmasını Çevre Standartları Kütüphanesi ne bırakır Vektör Tabanlı Harita Verileri Vektör tabanlı harita verileri alt kütüphanesinin, tüm dünyayı adresleyebilecek şekilde vektör verileri tutabilmesi planlanmaktadır. Ancak bu kütüphanenin tasarımı henüz tamamlanmadığı için bu bildiride anlatılmayacaktır Nkta Tabanlı ve Zaman ilişkili Cğrafi Veriler Nkta tabanlı ve zaman ilişkili cğrafi veriler kütüphanesi, tanımlanan bir dizi parametrenin zamana ve knuma bağlı larak değişimini enterplasyn teknikleri ile hesaplayabilen kişiselleştirilebilir bir veri yapısı sunar. Tanımlanan parametreler (örneğin nem, sıcaklık, bulut yüksekliği, akıntı yönü vb.), sabit bir değere sahip labilir, benzetim sistemi zamanına bağlı larak önceden belirlenmiş bir plan (değişim çizelgesi) dahilinde değişebilir veya zaman ile cğrafyaya bağlımlı larak değerleri hesaplanabilir. Cğrafyaya bağımlı larak değer tespiti için arazide belirli nktalar ile irtifalarda örneklenmiş ve ölçüm zamanları belirtilmiş parametre değerleri dizisi kullanılır. Bu değerler dizisi sayesinde, ölçümleri lmayan ara nktalar ve zamanların değerleri enterplasyn teknikleri ile hesaplanır. Ara değerlerin hesaplanması için, öncelikle farklı krdinatlardaki ölçüm nktaları Delaunay üçgenleştirmesi ile bir üçgen ağına dönüştürülür. Ardından değeri hesaplanacak krdinatın (k a ) denk düştüğü üçgen bulunur. Snra, üçgenin köşelerindeki nktaların, k a nktası ile aynı irtifadaki değerleri enterplasyn teknikleri ile hesaplanır. İrtifa eşitlemesi yapıldıktan snra, k a nktasının değeri, irtifası eşitlenmiş nkta değerleri ile yapılan ikinci bir enterplasyn ile belirlenir (bknz. Şekil 4). Bu veri kütüphanesi, katmanlardaki parametrelerin neler lacağı ve hangi verileri tutacağı knusunda her hangi bir kısıt getirmediği için bu parametrelerin belirli bir standarda turtulması Çevre Standartları Kütüphanesi aracılığıyla sağlanır.

7 değeri hesaplanan nkta (k a) irtifa eşitlemesi yapılmış üçgen nktaları örnekleme nktaları Şekil 4. İrtifa eşitlemesi ve üçgen enterplasynu ile ara değerlerin hesaplanması 4.2 Çevre Standartları Kütüphanesi Bu kütüphane, çevre erişim kütüphanesinin sunduğu kişiselleştirilebilir veri yapılarının kullanımını standartlara bağlar (sayısal yükseklik verilerinin Elevatin adlı bir alanda 4 byte flat larak tutulması, uydu ftğrafı verilerinin R, G, B adlı alanlarda 1 er byte tam sayı larak tutulması, nem parametresinin isminin Nem, biriminin % lması, vb.). Çevre standartları kütüphanesi, yüzey, meterlji ve astrnmi verileri larak üç grupta ele alınmaktadır Yüzey Verileri Kara ve su alanlarının yüzey/dip bilgilerine ilişkin raster harita standartları yüzey verileri kategrisinde ele alınır. MÜHATEM in raster harita standartları; sayısal yükseklik haritası, raster harita görüntüsü (taranmış kağıt haritalar), görünür ışık bandı görüntüsü (uydu görüntüsü, vb.), kızılötesi görüntü, raster yüzey örtüsü haritası (bitki örtüsü), yüzey nrmalleri haritası (yüzey bakış yönü) ve su derinlik haritası larak belirlenmiştir. Vektör haritalara ilişkin standartlar ise henüz netleşmemiştir Meterlji Verileri MÜHATEM in meterlji verilerine ilişkin standartların belirlenmesinde Devlet Meterlji İşleri Müdürlüğü ile krdineli çalışılmıştır. Meterljik bilgiler, Zamana dayalı parametre veritabanı kullanılarak saklanmış ve Türkiye nin yılları arasındaki ölçümlerine dayalı istatistikler çıkarılmıştır. Bu sayede atmsfer verilerinin uzun dönem rtalama ve standart sapma bilgileri elde edilmiş ve benzetim sistemlerinde kullanılmak üzere, enterplasyn teknikleri ile farklı zaman ve knumlardaki parametre değerleri gerçekci bir şekilde tahmin edilebilmiştir. MÜHATEM in standart meterlji parametre ve birimleri; sıcaklık ( C), mahalli basınç (Mb), buhar basıncı (Mb), nispi nem (%), görüş mesafesi (m), rüzgar hızı (m/saat), rüzgar yönü (derece, kuzey 0 ve (+) açı saat yönünde), bulut yğunluğu (kapalılık ranı, 0..1), bulut yüksekliği (m, deniz seviyesinden), yağış türü (0 = yağmur, 1 = kar, 2 = dlu) ve yağış yğunluğu (mm) larak belirlenmiştir. Sis yüzdesi, parametre larak kullanılmamaktadır çünkü sis yatay görüş mesafesi parametresi içine dlaylı larak ithal edilmiş durumdadır. Yatay görüş mesafesi parametresinin yağışsız bir durumu kapsadığı, yağışın görüşe etkisini içermediği varsayılmaktadır.

8 Astrnmi Verileri Astrnmi verileri ay, güneş ve yıldızlarını durumunu içermektedir. MÜHATEM de, güneş ve ayın knumu, durumu ve gökyüzü aydınlanmasına etkileri, verilen bir knum ve zamana (tarih, saat ve GTM) göre belirlenmektedir. Güneşin ve ayın gökyüzündeki knumu, pusula açısı (0 derece kuzey ve (+) açı saat yönünde artar) ve yükseliş açısı (0 derece ufuğa, 90 derece gökyüzüne ve -90 derece yer yüzüne dğru), ayın dumuru ise aydınlık yüzey ranı (0 ile 1 arası) ile ifade edilmektedir. Aydınlatma etkileri ise genel aydınlanma (ambient) ve güneş ile ay için dğrudan aydınlatma (diffuse) larak üç değer ile belirlenir. Genel aydınlanma, çevrenin rtalama aydınlanma miktarıdır ve güneş ile ay ışığının dğrudan vurmadığı nktalarda bile yansımalar dlayısıyla en az genel aydınlanma kadar bir ışığın lacağı varsayılır. Dğrudan aydınlatma ise ışık kaynağından gelen ışığın yüzeye dik larak bir engele raslamadan çarptığı durumda meydana gelen aydınlanma miktarıdır. Tplam aydınlanma değerinin 1 lduğu nktalarda, yüzey rengi en parlak halinde (örneğin uydu görüntüsünün rjinal renkler tnlarında) görülür. 4.3 Çevre Algritmaları Kütüphanesi Bu kütüphane, Çevre Standartları Kütüphanesi tarafından sunulan veri yapıları üzerinde çalışan bir dizi algritma sunar. Algritmalar, nkta tabanlı, çizgi tabalı, alan tabanlı ve diğer lmak üzere dört kategride ele alınır. Nkta tabanlı algritmalar, belli bir nktadaki yükseklik, derinlik, bitki örtüsü gibi verileri kuyan fnksiynları, çizgi tabanlı algritmalar, iki nkta arasındaki görüş hattı testi, prfil çıkarma gibi işlemleri yapan fnksiynları ve alan tabanlı algritmalar, pencereleme mekanizmaları kullanımı ile hızlı alan yükleme/kaydırma, bentler ile bölgeyi su dldurma, kapsama alanı hesaplama gibi çeşitli işlevleri sunmaktadır. 4.4 Çevre Güncelleme Kütüphanesi Bu kütüphane, Çevre Standartları Kütüphanesinde tanımlanan veri standartlarına uyumlu çevre verilerinin kaynak veri dsyalarından (DEM, DTED, Ge-Tif, vb.) yüklenerek veritabanının güncellenmesini sağlamaktadır. 5. VARLIK KÜTÜPHANELERİ Varlık kütüphaneleri, varlıkları tanımlamak ve üç byutlu mdellerini luşturmak için gerekli her türlü işlevi içermektedir. Varlıklar iki farklı ylla tanımlanabilmektedir. Bunlardan ilki, harekat alanı kavramsal mdeli katmanı ile tanımlama, ikincisi ise varlık erişim katmanı ile tanımlamadır. Kavramsal mdel katmanı kullanıldığında, varlıkların öznitelikleri ve diğer varlıklarla lan ilişkileri kavramsal larak ifade edilir. İki yada daha çk varlık arasında cümleler şeklinde ilişkiler tanımlanması ve bu ilişkilerin detaylı larak srgulanabilmesi mümkündür. Bu yetenek fazla kullanılmamaktadır. Varlık erişim katmanı ise temsili rtamda yer alan varlıkların çalışabilir mdellerinin luşturulabilmesi için geliştirilmiştir. Varlık erişim katmanlarının en önemli özelliği eklenti (plug-in) mekanizması ile sınırsız genişleyebilme kabiliyetidir. Bu kabiliyet sayesinde, hem MÜHATEM geliştirici ekibinin hem de diğer kurum/kuruluş ve firmaların, MÜHATEM e yeni ve özelleşmiş varlık tipleri ekleyebilmesi veya eskiden

9 tanımlanmış varlıkları değiştirebilmesi mümkün lmaktadır. Hali hazırda, mdel, çizim, sembl, resim, ışık, ses, parçacık efektleri gibi özellikleri sunacak eklentilerin geliştirilmesine devam edilmektedir. Varlık erişim kütüphanesi ile eklenti alt yapısı; TMhtmObjectLayerCntainer, TMhtmObjectLayer, TMhtmObject ve TMhtmObjectResurce adında dört temel nesne sınıfından luşmaktadır. Söz knusu nesne sınıflarından sn ikisi lan TMhtmObject ve TMhtmObjectResurce dan kalıtım ylu ile yeni nesneler türetilmesi ve DLL (Dynamic Link Library) ler ylu ile varlık erişim katmanına (TMhtmObjectLayer a) tanıtılması mümkündür. 5.1 TMhtmObjectLayerCntainer TMhtmObjectLayerCntainer, varlık katmanlarının listesini barındıran ve bu katmanları ekleme, silme, arama, yükleme, kayıt etme gibi işlemler yapabilen nesne sınıfıdır. Görevi sadece bir dizi katmanı bir arada tutabilecek bir deplama rtamı sunmak ve katmanlara biricik (unique) tanımlama numaraları (ID ler) atamaktır. 5.2 TMhtmObjectLayer TMhtmObjectLayer, bir dizi varlığı (tank, uçak, duvar, bina, ışık, algı cihazı, silah, sembl, yazı, vb.) barındırabilen katmanların yaratıldığı nesne sınıfıdır. Katmanlara varlıklar eklenebilir, varlıkların birbirine kalıtım ve parça-bütün ilişkileriyle bağlanması sağlanabilir ve katmana atanan simülasyn kşumu başlangıç ve anlık tarih/saati ile tanımlanmış varlık davranışlarının zamana dayalı larak ilerletilmesi sağlanabilir. Katmanlar başka katmanlara bağlantı kurarak bu katmanlardaki varlıklar ile kendi içlerindeki varlıklar arasında kalıtım ilişkileri kurabilir. Örneğin Classes adlı bir katman ile benzetim sisteminde kullanılacak varlık tiplerini (sınıflarını) tanımlamak ve Instances adlı ikinci bir katman ile Classes katmanına bağlanarak buradaki varlık tiplerinin kpyalarını Instances katmanına aktarmak, böylece bir senary luşturmak mümkündür. Başka bir varlıktan kpya çıkarılırken, kpyası çıkarılan varlığa ek larak kpyalanan varlık üzerinde yer alan diğer varlıkların da (örneğin bir uçağın üzerindeki pervaneler) tplu larak kpyalanması mümkün lmakta, benzer şekilde bir varlık silindiğinde na bağlı tüm alt varlıkların silinmesi de sağlanabilmektedir. 5.3 TMhtmObject TMhtmObject, varlıkların türetildiği temel eklenti sınıfıdır. Bu sınıf, işlevleri devir alınarak değiştirilebilir bir dizi virtual metd sunmakta, böylece farklı işlevlere sahip eklentilerin luşturulması mümkün lmaktadır. Katmanlara eklenecek varlıklar, TMhtmObject sınıfından türetilmiş eklentiler ile yaratılabilmekte, varlıkların isim, açıklama ve cğrafi knumları tanımlanabilmekte ve varlıklar başka varlıklarla kalıtım ve parça-bütün ilişkileri kurabilmektedir. Varlıkların cğrafi knumları (krdinat ve dğrultuları), nkta, çklu nkta, çklu çizgi, kapalı uçlu çklu çizgi veya çkgen larak tanımlanmakta ve bir varlık başka bir varlığa bağlanarak nunla birlikte hareket edebilmektedir. Varlıklar, kendilerinin eklenti lmasına ek larak, varlık özelliklerini

10 genişletmeyi amaçlayan bir dizi alt eklenti de (kaynak eklenti - resurce plug-in) içerebilmektedir. Kaynak eklentiler, müteakip bölümde anlatılmaktadır. 5.4 TMhtmObjectResurce TMhtmObjectResurce, varlıkların şekil, sembl, ışık, algılama, yrumlama, haberleşme gibi özelliklerini belirleyen eklentilerin (kaynak eklentilerin) türetildiği nesne sınıfıdır. Bu eklentiler genişleyebilirliğin sağlanmasında varlık eklentilerine ranla çk daha fazla öneme sahiptir çünkü varlık çeşitliliği ancak varlık eklentilerinin sayısı kadar labilir ve bir varlık aynı anda birden fazla eklenti sınıfından türetilemez. Bununla birlikte tek bir sınıftan türetilmiş varlık, farklı kmbinasynlardaki kaynak eklentileri ile çk farklı özellikte varlığa dönüşebilir. 6. GÖRSELLEŞTİRME VE ARAYÜZ KONTROLLERİ KÜTÜPHANESİ Görselleştirme Kütüphanesi, raster/vektör haritalar, arazi, atmsfer, varlıklar, karar ağaçları gibi çeşitli verilerin görselleştirilmesine yönelik sınıflar sunmaktadır. Arayüz Kntrlleri Kütüphanesi ise görselleştirme kütüphanesini kullanarak pratik 2/3 byutlu rtam görşelleştirmesi yapabilen ve etkileşimli şekilde pencere görünüm bilgilerini (harita knumu ile yakınlığı, krdinat çizgileri vb.) değiştirebilen nesne sınıflarını içermektedir. Bu nesne sınıfları, prgramlama platfrmu bağımlı lacak şekilde dğrudan kullanıcı arayüzlerine erişim yapmamakta ancak arayüzlerinden çeşitli metdlar ile bilgiyi alıp kullanıcı arayüzlerine callback fnksiynları ile geri bildirimler sağlamaktadır. 7. SONUÇ Bu bildiride, ODTÜ TSK MODSİMMER tarafından 2002 yılından beri geliştirilmesine devam edilen MÜHATEM Prjesi kapsamında luşturulmuş yazılım prgramlama kütüphanesi kısaca tanıtılmıştır. Bu prjenin temel amacı, tüm mdelleme ve simülasyn prjelerinde rtak ihtiyaç lan temsili rtam mdelinin, tek bir alt yapı tarafından sunulmasıdır. Kütüphanenin ara sürümleri, Küçük Ölçekli Harekatın Mdellenmesi ve Simülasynu (BASKIN) ile Sınır Gözetleme ve Kntrl Sistemi C4ISR Faaliyetlerinin Mdellenmesi ve Simülasynu (SGKS C4ISR-MOS) prjelerinde kullanılmış, Müşterek Görev Kuvvetinin Mdellenmesi ve Simülasynu (MGKMOS) ile Satıhta Knuşlu Aktif Hava Savunma Harekatının Mdellenmesi (SAMMOS) prjelerinde kullanılmakta ve Deniz Harp Oyunu Simülasyn Sistemi (DEHOS) prjesinde kullanımı planlanmaktadır. KAYNAKÇA [1] ODTÜ TSK MODSİMMER, (2006), MÜHATEM Yazılım Geliştirici Kılavuzu, ODTÜ TSK Mdelleme ve Simülasyn Araştırma ve Uygulama Merkezi. [2] Brent Welch, Ken Jnes, and Jeff Hbbs, (2003), Practical Prgramming in Tcl and Tk, 4th Editin ISBN:

11 EK BİLGİ Dr.Çağatay Ündeğer Adres : STM A.Ş., Kafkas Sk. N:56, Beştepe, Ankara e-psta : cundeger@stm.cm.tr Telefn : 0 (312) Fax : 0 (312) Bnb.Altan Yavaş Adres : Genelkurmay BİLKARDEM Bşk.lığı, Bakanlıklar, Ankara e-psta : ayavas@tsk.mil.tr Telefn : 0 (312) Fax : 0 (312) Bnb.Mustafa Ocak Adres : Genelkurmay BİLKARDEM Bşk.lığı, Bakanlıklar, Ankara e-psta : mcak@tsk.mil.tr Telefn : 0 (312) Fax : 0 (312) Yb.Umut Akın Adres : Genelkurmay BİLKARDEM Bşk.lığı, Bakanlıklar, Ankara e-psta : uakin@tsk.mil.tr Telefn : 0 (312) Fax : 0 (312) Alb.Ziya İpekkan Adres : Genelkurmay BİLKARDEM Bşk.lığı, Bakanlıklar, Ankara e-psta : zipekkan@tsk.mil.tr Telefn : 0 (312) Fax : 0 (312)