一种基于天基信息的毁伤分析方法及毁伤评估系统与流程

1.本发明涉及毁伤分析领域，具体涉及一种基于天基信息的毁伤分析方法及毁伤评估系统。


背景技术：

2.目标毁伤效果评估是综合考虑战役目的，战场环境、毁伤力量等因素，对火力打击效果进行综合分析评定的过程，是实施火力协调、调整火力打击重点的主要依据和确保战役火力毁伤任务圆满完成的重要环节。及时、准确地进行目标毁伤效果评估，不仅能够为指挥员正确决策提供依据，而且可最大限度地优化火力，提高作战资源利用率。
3.随着军事科学技术的高速发展，远距离作战已成为现代战场的主要作战模式之一，尤其是现代海战，将“近海防御，远海护卫”作为战略。导弹作为其中重要的组成部分，得到世界各国的大力发展。在此背景下，武器打击岸基目标毁伤评估也随之成为研究热点。
4.航天侦察是从空间获取情报的强有力手段，随着航天侦察系统性能的逐步提高，应用重点已由支持战略任务转向同时支持战略、战术任务。卫星侦察已经成为高技术条件下局部战争中直接支持战场作战行动的重要支援保障系统。
5.在作战样式发生深刻变化的今天，机场等岸基目标是最重要的突袭目标之一，能否及时、准确地对岸基目标毁伤效果进行评估，对下一步的作战行动有着至关重要的影响。而借助航天探测的天基信息，可以及时、准确地获取被打击后目标的影像信息，进行毁伤效果评估。
6.天基信息岸基目标毁伤评估是指综合利用高空间分辨率、高时间分辨率卫星数据，通过对打击目标影像毁伤特征提取、变化检测和专家知识推理，实现对打击目标的毁伤效果进行分析，为对陆打击指挥决策提供基础信息支持。目标毁伤分析方面，在对目标实施打击后，需要对被打击目标实施再次侦察，提取导弹落点和目标毁伤信息，对打击毁伤效果进行分析评估，为后续作战指挥决策提供支撑。
7.武器打击下目标毁伤评估是一个基于多学科知识的复杂系统过程，是指对目标实施打击效果的确定，可分为战斗部毁伤评估、目标易损性分析以及毁伤过程评估三方面，分别对应的评估主体为导弹战斗部、被打击目标及二者之间的相互作用。其中，战斗部毁伤评估是指围绕战斗部毁伤能力开展相关研究，包含毁伤效能、毁伤威力等。目标易损性分析则是基于被毁伤目标特征进行的结构破坏或功能丧失程度的研究。而毁伤过程评估则是借助于数值模拟与仿真、理论与方法评估或现场试验等手段，从毁伤机理、影响因素等方面开展过程分析评估。三者研究所获结果广泛应用于弹药设计优化、目标防护改进以及作战策略制定等方面。
8.围绕毁伤评估的相关研究，已有学者基于不同侧重开展目标毁伤效果评估研究。如针对不同场景下武器装备的毁伤评估方法进行讨论，及侧重于总结武器的毁伤效能，及对武器装备的毁伤评估方法、试验、系统和规范进行综述。针对具体目标的毁伤，还有学者总结梳理了导弹战斗部对复杂目标毁伤效能评估的一般方法和关键技术。显然，以上工作
皆是在特定范围内针对毁伤评估方式、方法或毁伤效能评估等进行总结，而毁伤评估研究涉及范围广泛，综述难以全面涵盖。
9.现代高技术信息化战争的一个重要途径是精确毁伤作战，毁伤效果评估成为现代精确作战体系中不可或缺的一部分。
10.在现代海战中，对岸基目标进行及时有效毁伤效果评估有助于准确做出下一步打击计划、节约战争成本、提高整体作战效能。随着科技的发展，侦察卫星、侦察机和弹载侦察平台等多种信息收集手段已成功运用到战争中。其中侦察卫星成像分辨率不断提高，由于其居高临下的特点，侦察范围广、侦察能力强、获取信息量大，成为了毁伤效果评估中信息收集的重要手段之一，如何从卫星图像中提取毁伤信息具有重要的研究价值。
11.毁伤评估方法作为毁伤评估模型的核心，决定着目标毁伤评估过程的准确性、合理性和简便性。随着科技日益发展，各国高度重视毁伤研究工作，不断改进并探究新方法，使毁伤评估方法得到进一步发展。虽然部分学者已经提出一些毁伤效果评估算法，但是每种算法都针对特定目标，缺乏通用性。同时，现有的毁伤效果评估方法都存在着一些不足：基于图像变化检测的毁伤效果评估对于图像匹配、辐射校正有较高的要求。贝叶斯网络法存在着样本数据缺陷、选择及挖掘样本数据隐藏信息较为困难等问题。模糊综合评判法本身不能解决评价指标相互造成的重复评判问题，在专家打分和隶属度函数选择上没有确定的方法。
12.军事技术和功能需求的升级促使被打击的目标变得越来越复杂和多样，对其进行毁伤程度研究时需要考虑众多方面因素，包括如何选取适当的方法对目标或目标区域进行毁伤评估，如何对目标或目标区域进行毁伤程度判定和等级划分，以及如何对毁伤评估因素进行综合并给出一个可扩展的毁伤评估框架等。现有毁伤评估方法缺乏体系化的操作流程和评估标准，针对同一目标毁伤情况，不同/相同的数据、不同的操作人员可能获得不同的毁伤评估结论。因此，当前对目标毁伤效果的评估尚缺少一个完整、标准的体系，仍需进一步探索。


技术实现要素：

13.有鉴于此，本发明提出一种基于天基信息的毁伤分析方法及毁伤评估系统，规范目标毁伤分析流程和标准，并结合知识图谱分析方法，建立打击武器、打击目标和打击毁伤情况之间的图谱关系，供后续数据深层次挖掘，从而形成一套完整的毁伤分析评估体系。
14.第一方面，本发明实施例提供一种基于天基信息的毁伤分析方法，所述毁伤分析方法包括：
15.s100，根据案例库中的案例数据进行打击前目标毁伤预判；
16.s200，根据步骤s100的预判结果部署武器装备并实施目标打击；
17.s300，根据所述打击前目标毁伤预判的结果，进行所述打击目标后的毁伤判定；
18.s400，根据知识图谱建立打击武器、打击目标及所述毁伤判定的关系并存入所述案例库。
19.进一步地，步骤s100包括：
20.s110，接入目标信息和火力信息，并将所述目标信息存入目标库，以及将所述火力信息存入火力计划库；
21.s120，根据所述目标信息、所述火力信息以及所述案例数据进行打击前学习；
22.s130，根据所述打击前学习的结果进行所述打击前目标毁伤预判。
23.进一步地，步骤s200中，所述目标为岸基目标。
24.进一步地，步骤s300包括：
25.s310，提取所述目标的打击前和打击后的卫星影像数据；
26.s320，配准所述打击前和打击后的卫星影像数据，提取感兴趣区域；
27.s330，分别对所述目标打击前卫星影像数据和所述目标打击后卫星影像数据进行目标检测，并提取对应目标的特征信息；
28.s340，根据所述特征信息判定目标毁伤等级。
29.进一步地，步骤s340之后，还包括：
30.s350，人工核对所述目标毁伤等级的判定结果，并评分。
31.第二方面，本发明实施例提供一种基于天基信息的毁伤评估系统，用于如第一方面中任一项所述的基于天基信息的毁伤分析方法，所述毁伤评估系统包括：
32.毁伤分析支撑数据维护子系统，用于维护打击前目标影响数据、火力计划信息、武器效应信息、目标信息的数据准备和打击后目标情报数据；
33.毁伤分析运行维护子系统，用于目标毁伤分析的任务分发、过程监控和结果维护；
34.打前目标毁伤预判子系统，用于打击前毁伤分析侦察情报筹划，维护毁伤分析案例知识，并根据作战计划进行毁伤模拟，实现打击前的情报筹划、案例学习与比对和毁伤模拟预估；
35.卫星侦察数据毁伤判定子系统，用于图像定位与量测、图像增强、图像编辑和毁伤提取，以及辅助进行图像毁伤判读处理，对卫星图进行滤波处理、毁伤快速提取和获取目标毁伤情况，利用卫星可见光图像进行毁伤提取结果，判定导弹落点和毁伤情况；
36.毁伤图像判绘子系统，用于提供图像量测和标注的判读工具，判读目标毁伤和导弹落点，以及毁伤图像判读与标绘；
37.毁伤判定成果制作子系统，用于根据毁伤图像的判绘结果形成毁伤判定成果信息。
38.进一步地，所述毁伤图像判绘子系统中，所述毁伤图像判读与标绘采用图像边缘提取、自动分割和毁伤标绘技术，根据先验信息实现目标毁伤情况的分析量测、判读和毁伤标绘，所述先验信息包括目标毁伤特性和毁伤效应数据。
39.进一步地，所述毁伤判定成果制作子系统采用模板配置、文字报告自动生成技术，所述毁伤判定成果信息包括根据目标毁伤矢量、落点判定结果、打击后影像和毁伤专题图模板文件生成的目标毁伤专题图，并进行毁伤编辑，标注落点偏移量和导弹射向信息。
40.本发明实施例涉及毁伤分析方法及毁伤评估系统，有助于规范目标毁伤分析流程和标准，并结合知识图谱分析方法，建立打击武器、打击目标和打击毁伤情况之间的图谱关系，供后续数据深层次挖掘，从而形成一套完整的毁伤分析评估体系。
附图说明
41.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施
例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
42.图1是本发明实施例的毁伤评估系统的结构示意图；
43.图2是本发明实施例的毁伤分析方法的流程示意图；
44.图3是本发明实施例的毁伤分析方法的一个子流程的示意图；
45.图4是本发明实施例的毁伤分析方法的又一子流程的示意图；
46.图5是本发明实施例的打击前毁伤预判的原理示意图；
47.图6是本发明实施例的目标毁伤判定的原理示意图；
48.图7是本发明实施例的知识图谱分析的原理示意图。
具体实施方式
49.此说明书实施方式的描述应与相应的附图相结合，附图应作为完整的说明书的一部分。在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各结构的部分将以分别描述进行说明，值得注意的是，图中未示出或未通过文字进行说明的元件，为所属技术领域中的普通技术人员所知的形式。
50.此处实施例的描述，有关方向和方位的任何参考，均仅是为了便于描述，而不能理解为对本发明保护范围的任何限制。以下对于优选实施方式的说明会涉及到特征的组合，这些特征可能独立存在或者组合存在，本发明并不特别地限定于优选的实施方式。本发明的范围由权利要求书所界定。
51.如图1所示，是本发明实施例的基于天基信息的毁伤评估系统示意图，所述毁伤评估系统包括毁伤分析支撑数据维护子系统、毁伤分析运行维护子系统、打前目标毁伤预判子系统、卫星侦察数据毁伤判定子系统、毁伤图像判绘子系统和毁伤判定成果制作子系统。
52.毁伤分析支撑数据维护子系统用于维护打击前目标影响数据、火力计划信息、武器效应信息、目标信息的数据准备和打击后目标情报数据。
53.毁伤分析运行维护子系统用于目标毁伤分析的任务分发、过程监控和结果维护。
54.打前目标毁伤预判子系统用于打击前毁伤分析侦察情报筹划，维护毁伤分析案例知识，并根据作战计划进行毁伤模拟，实现打击前的情报筹划、案例学习与比对和毁伤模拟预估。
55.卫星侦察数据毁伤判定子系统用于提供图像定位与量测、图像增强、图像编辑和毁伤提取等工具，辅助进行图像毁伤判读处理，对卫星图进行滤波处理、毁伤快速提取和获取目标毁伤情况，利用卫星可见光图像进行毁伤提取结果，判定导弹落点和毁伤情况。
56.毁伤图像判绘子系统通过可视化判读手段提供图像量测和标注等判读工具，快速判读目标毁伤和导弹落点，以及毁伤图像判读与标绘，毁伤图像判读与标绘采用图像边缘提取、自动分割和毁伤标绘技术，根据先验信息实现目标毁伤情况的分析量测、判读和毁伤标绘，所述先验信息包括目标毁伤特性和毁伤效应数据。
57.毁伤判定成果制作子系统采用模板配置、文字报告自动生成等技术，基于毁伤图像判绘结果，实现毁伤判定成果的快速制作。目标毁伤专题图制作主要负责根据目标毁伤矢量、落点判定结果、打击后影像和毁伤专题图模板文件，快速生成毁伤专题图，并进行毁伤编辑，标注落点偏移量、导弹射向等信息。目标毁伤报告制作主要基于导弹飞行情况侦
测、落点预报、毁伤图像判绘结果，根据预先选定的报告模板，快速生成目标物理毁伤报告。
58.如图2-图4所示，是本发明第二实施例的基于天基信息的毁伤分析方法，基于第一实施例的毁伤评估系统实施，所述毁伤分析方法包括：
59.s100，根据案例库中的案例数据进行打击前目标毁伤预判；
60.s200，根据步骤s100的预判结果部署武器装备并实施目标打击；
61.s300，根据所述打击前目标毁伤预判的结果，进行所述打击目标后的毁伤判定；
62.s400，根据知识图谱建立打击武器、打击目标及所述毁伤判定的关系并存入所述案例库。
63.具体地，在本实施例中，步骤s100包括：
64.s110，接入目标信息和火力信息，并将所述目标信息存入目标库，以及将所述火力信息存入火力计划库；
65.s120，根据所述目标信息、所述火力信息以及所述案例数据进行打击前学习；
66.s130，根据所述打击前学习的结果进行所述打击前目标毁伤预判。
67.在本实施例中，步骤s300包括：
68.s310，提取所述目标的打击前和打击后的卫星影像数据；
69.s320，配准所述打击前和打击后的卫星影像数据，提取感兴趣区域；
70.s330，分别对所述目标打击前卫星影像数据和所述目标打击后卫星影像数据进行目标检测，并提取对应目标的特征信息；
71.s340，根据所述特征信息判定目标毁伤等级。
72.在本实施例中，步骤s340之后，还包括：
73.s350，人工核对所述目标毁伤等级的判定结果，并给出判定评分。
74.在步骤s400之后，案例库中新增的数据包括本次打击的打击武器信息、打击目标信息及毁伤判定评估信息等数据，有助于下一次打击的打击前毁伤预判学习。在下一次打击时，结合案例库、目标库、火力计划库作为打击前毁伤预判的学习依据。而且，案例库中数据为知识图谱关系数据，其为打击前预判提供了强大的数据支撑。如图7所示，采用知识图谱建立打击过程武器、目标等信息的关系并存入数据库，知识图谱是人工智能的重要基石，因其包含丰富的图结构和属性信息而受到广泛关注。知识图谱可以精确语义描述现实世界中的各种实体及其联系，其中顶点表示实体，边表示实体间的联系。知识图谱划分是大规模知识图谱分布式处理的首要工作，对知识图谱分布式存储、查询、推理和挖掘起基础支撑作用。
75.综上所述，本发明实施例涉及毁伤分析方法及毁伤评估系统，有助于规范目标毁伤分析流程和标准，并结合知识图谱分析方法，建立打击武器、打击目标和打击毁伤情况之间的图谱关系，供后续数据深层次挖掘，从而形成一套完整的毁伤分析评估体系。
76.另外，本发明实施例的毁伤分析方法及毁伤评估系统可以应用于对地面固定目标的打击毁伤分析及评估。应理解，所述地面固定目标包括但不限于是岸基目标或内陆目标。
77.下面，结合本发明实施例的毁伤评估系统及毁伤分析方法，以打击目标为岸基目标(包括但不限于机场、港口等)为例，进行详细说明：
78.面向对陆岸目标的打击毁伤效果分析需求，利用高分辨率卫星的全色、多光谱影像，根据对目标打击行动时间和作战计划数据，对陆岸目标被打击前后的影像进行目标测
量，提取导弹落点和目标毁伤信息，量化物理毁伤参数，确定毁伤范围和毁伤程度，生成陆岸目标毁伤分析报告。
79.对岸基打击目标毁伤分析分系统工作流程分为打前目标毁伤预判和打击后目标毁伤判定两部分。
80.如图5所示，导弹打击前，对目标信息、火力信息进行接入，在目标库中、火力计划库中进行存储。同时，结合已有的打击案例数据形成案例库供打前学习。采用多信息关联检索、模式映射等技术，进行判读知识的快速查询、检索、更新与应用，实现判读知识库辅助下的毁伤信息快速判读。
81.如图6所示，导弹打击后，利用快速获取到的卫星图像，首先根据目标位置裁切出目标区域图像，然后根据目标基准影像，进行目标图像快速几何校正，在有火力计划信息时，叠加目标矢量与火力信息，同时进行逐个导弹的落点判定并进行自动标绘，如果没有火力信息，则仅叠加目标矢量，同时进行逐个子目标的导弹落点判定并进行自动标注，进行物理毁伤参数量化、目标物理毁伤指标计算，最后根据模板，完成判定专题图和判定报告的制作。
82.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。