一种地面目标威胁热力图可视化方法与流程

本发明涉及威胁态势评估，特别涉及一种地面目标威胁热力图可视化方法，可以使指挥员直观掌握目标威胁态势，可有效进行作战决策。

背景技术：

1、在大规模现代威胁态势评估中，态势图中态势成员数量多，信息复杂，需准确实时评估地面目标威胁态势，依据实时威胁态势合理地实施任务规划在线指挥控制，确保任务顺利完成。直观的目标威胁态势，能够迅速抓住指挥员眼球，使其一眼看出威胁在哪里，威胁程度如何，为决策提供及时有效的情报保障。

2、现有的威胁评估模型包括模糊集理论法、层次分析法、线性加权法、topsis法等，这些模型对目标威胁因素、权重进行了量化和计算，对目标威胁等级进行了综合判定，并对目标进行了威胁排序。然而，这些威胁评估算法仅仅计算目标的威胁排序，无法直观表达威胁态势，难以为决策提供有效信息支撑。

技术实现思路

1、本发明提供一种地面目标威胁热力图可视化方法，以解决地面目标威胁态势不直观问题，使指挥员能够直观判断目标威胁情况，进而有效作战决策。

2、本发明采用的的技术方案为：

3、一种地面目标威胁热力图可视化方法，包括以下步骤：

4、(1)对地面场地进行网格划分，并计算蓝方地面目标初始影响域范围；

5、(2)对地面目标威胁因素进行量化，并计算每个目标威胁因素的威胁度和权重；

6、(3)若我方平台在当前栅格中心位置点在蓝方地面目标初始影响域范围，则基于改进的核密度估计方法，利用每个目标威胁因素的威胁度和权重计算地面威胁热点值；

7、(4)根据计算的地面威胁热点值显示地面目标威胁热力图。

8、进一步的，所述步骤(1)包括如下过程：

9、(1a)对地面场地进行网格划分，根据划分的栅格网络，将蓝方地面目标坐标更新为所在栅格中心点坐标，并构建和栅格规模相同的热点值累加矩阵f＝(fij)p×q，p和q分别为栅格网络的纵横栅格数量，fij表示坐标(i,j)栅格内密度估计的累加值，初始状态下fij＝0；

10、(1b)根据设定的距离阈值hl和栅格宽度，计算每个蓝方地面目标影响距离在hl范围内的栅格数量。

11、进一步的，所述步骤(1b)中距离阈值hl根据目标配备的火力装备最大射程性能参数确定。

12、进一步的，所述步骤(2)中，地面目标威胁因素包括火力杀伤半径、火力运动速度、火力射速、火力打击精度和火力转移时间，计算各威胁因素的威胁度；

13、目标威胁因素的权重利用优序图法进行计算，具体为：

14、(2a)对每个威胁因素的重要性进行多次评分，并计算每个威胁要素重要性的平均值；

15、(2b)对威胁要素重要性的平均值进行两两比较，计算出重要性矩阵eq＝[q]n×n，矩阵中各元素qij为：

16、

17、其中，n为威胁要素个数，i,j∈[1,n]，avi和avj分别第i个和j个威胁要素重要性的平均值；

18、(2c)对重要性矩阵中的各行元素进行求和得到每个威胁因素的ttl值ttli，并计算每个威胁因素的权重

19、进一步的，所述步骤(3)包括如下过程：

20、(3a)若我方平台在当前栅格中心位置点在蓝方地面目标初始影响域范围内，则计算我方平台在当前栅格中心位置点所受到的蓝方目标综合威胁值fij为：

21、

22、式中，e(i,j)表示威胁影响有效因子，在不同地形地貌的环境下威胁影响有效因子不同，i和j分别表示当前栅格所在的行列数，1≤i≤p，1≤j≤q；gl表示第l个蓝方目标对当前栅格的威胁贡献值；1≤l≤m，m表示我方平台侦测到的蓝方目标个数；dl表示第l个蓝方目标到当前栅格中心点的空间距离；hl是第l个蓝方目标的最大打击范围；k(dl,hl)是k关于(dl,hl)的函数，采用经典的四次多项式函数表示，ul是第l个蓝方目标影响力权重项；

23、ul＝w1×ud+w2×uv+w3×un+w4×ua+w5×um

24、式中，ud为火力杀伤力威胁值，uv为火力运动速度威胁值，un为火力射速威胁值，ua为火力打击精度威胁值，um为火力转移时间威胁值；

25、(3b)遍历所有蓝方目标，重复执行步骤(3a)，得到当前时刻下最终的地面热点值累加矩阵f＝(fij)p×q；

26、(3c)对矩阵内数值做标准化处理，得到地面热点值标准化矩阵其中，

27、

28、本发明与现有技术相比具有以下优点：

29、1.本发明从火力杀伤半径、火力运动速度、火力射速、火力打击精度、火力转移时间方面构建了地面目标威胁评估模型，能够有效计算敌装备对我方威胁程度；

30、2.本发明结合地形地貌因素提出了改进的核密度估计方法计算，能够有效计算地面各点威胁热点值；

31、3.本发明计算态势成员威胁影响域范围时根据不同目标配备装备参数选用不同距离阈值，该方法能够直观显示威胁态势，支撑强弱点和薄弱点分析，可有效支撑指挥员决策。

技术特征：

1.一种地面目标威胁热力图可视化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的地面目标威胁热力图可视化方法，其特征在于，所述步骤(1)包括如下过程：

3.根据权利要求2所述的地面目标威胁热力图可视化方法，其特征在于，所述步骤(1b)中距离阈值hl根据目标配备的火力装备最大射程性能参数确定。

4.根据权利要求1所述的地面目标威胁热力图可视化方法，其特征在于，所述步骤(2)中，地面目标威胁因素包括火力杀伤半径、火力运动速度、火力射速、火力打击精度和火力转移时间，计算各威胁因素的威胁度；

5.根据权利要求4所述的地面目标威胁热力图可视化方法，其特征在于，所述步骤(3)包括如下过程：

技术总结
本发明公开了一种地面目标威胁热力图可视化方法，涉及威胁态势评估技术领域，主要解决地面目标威胁态势不直观问题。其方案为：对地面场地进行网格划分并计算态势成员初始影响域范围；对地面目标威胁因素进行量化，并计算目标威胁因素权重；基于改进的核密度估计方法，计算地面威胁热点值；根据计算的地面威胁热点值显示地面目标威胁热力图。本发明提出了地面目标威胁态势影响力指标的具体计算方法，结合地形地貌因素提出了改进的核密度估计方法计算，计算地面各点威胁值，生成地面威胁热力图，使指挥员能够直观判断地面目标威胁情况，进而有效支撑作战决策。

技术研发人员：刘保柱,鲍建光,李书强,李凯,马培博,张学军
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第五十四研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16