第976章 效果评估量化分析(1 / 2)

卷首语

效果评估量化分析是检验干扰与伪装成效的科学标尺,从早期定性描述的“模糊与否”,到精准数据支撑的“分辨率降幅、错误率占比”,每一次指标升级都围绕“客观、可测、可比”展开。卫星图像模糊度的量化计算、关键区域分辨率的前后对比、热伪装识别错误率的统计验证,让干扰与伪装效果从“主观判断”变为“数据定论”。那些以姓氏为记的技术员,用图像分析工具、数据校准方法、误差修正模型,在像素与数值间搭建起效果评估的严谨体系,为后续干扰伪装技术的迭代提供了精准的数据依据。

1970年代初,效果评估仍以“定性描述为主”——仅通过肉眼观察卫星图像,用“模糊”“清晰”“能识别”“难识别”等主观词汇记录效果,缺乏量化指标,常出现“不同评估者判断差异大”的问题。负责图像分析的陈技术员,在整理某次干扰演练评估报告时发现:A评估者认为“核心区域图像模糊,无法识别设备”,b评估者却认为“核心区域仍能看出大致设备轮廓”;同时,报告中未记录“模糊程度如何”“分辨率下降多少”,导致无法对比不同干扰方案的效果优劣。

陈技术员与数据统计组的李工程师共同分析问题根源:一是“无统一量化指标”,未定义“模糊度”“分辨率”的测量方法,评估全凭经验;二是“缺乏对比基准”,未提前采集干扰前的卫星图像数据,无法准确计算干扰后的变化幅度;三是“热伪装评估空白”,仅关注可见光图像,未对红外图像中的热伪装目标进行识别率统计,导致热伪装效果无法衡量。

两人提出“建立基础量化指标”的初步设想:将评估分为“可见光图像评估”与“红外热图像评估”——可见光侧定义“图像模糊度”(用灰度值标准差衡量)与“目标分辨率”(能清晰识别的最小目标尺寸);红外侧定义“热伪装识别错误率”(误将假目标判为真目标的次数占比)。为验证设想,他们选取2组干扰前后的卫星图像试点:模糊度用图像分析软件计算(灰度标准差越大,模糊度越高),分辨率通过测量可识别目标的最小边长确定。

试点结果显示,量化评估后不同评估者的判断差异率从40%降至15%,但仍存在不足:模糊度计算未排除“天气因素”(如阴天本身导致的图像模糊),分辨率测量受目标形状影响(不规则目标难以精准测量),热伪装识别错误率未明确“识别标准”(如判断为真目标的依据是温度还是形状)。

这次早期实践,让团队明确效果评估的关键在于“指标定义清晰、数据采集规范、对比基准统一”,也为后续量化体系的构建积累基础经验,尤其确认了“图像模糊度、目标分辨率、识别错误率”三大核心指标的必要性,避免了过往“主观臆断、无法对比”的弊端。

1973年,团队开始“量化指标的科学定义与测量方法研发”——针对试点中暴露的问题,李工程师牵头制定《效果评估量化指标规范》,明确每个指标的定义、计算公式与测量工具,确保评估可重复、可对比。

对于“图像模糊度”,规范定义为“卫星图像中像素灰度值的离散程度”,采用“灰度标准差”作为计算指标:标准差σ=√[Σ(xi-μ)2\/n](xi为单个像素灰度值,μ为图像平均灰度值,n为像素总数),σ值越大,说明像素灰度差异越小,图像越模糊;测量工具选用自主研发的“图像灰度分析软件”,可自动读取图像像素数据,10秒内完成标准差计算,避免人工测量误差。

“目标分辨率”则定义为“卫星图像中能清晰识别目标轮廓的最小实际尺寸”,测量方法为:在图像中选取5个标准目标(如已知尺寸的方形设备,实际边长2米),用软件测量目标在图像中的像素边长,结合卫星成像比例尺(如1像素对应0.1米),计算实际可识别尺寸,取5次测量的平均值作为最终分辨率;规范同时明确“清晰识别”的标准——目标边缘灰度差≥30(避免将模糊边缘误判为轮廓)。

针对“热伪装识别错误率”,规范定义为“评估者在红外图像中,误将热伪装假目标判定为真实目标的次数,占总识别次数的百分比”,计算公式为:错误率=(误判次数\/总识别次数)x100%;为统一识别标准,规范列出“真实目标热特征”(如反应堆芯的温度梯度、冷却管道的连续热信号)与“假目标常见特征偏差”(如温度分布均匀、无动态波动),评估者需对照特征表判断,减少主观差异。

在一次指标验证中,团队用规范方法分析干扰前后的图像:干扰前模糊度σ=15(清晰),分辨率0.9米,热伪装识别错误率12%;干扰后σ=35(模糊),分辨率3.2米,错误率75%——数据差异显着,且不同评估者的测量结果误差≤5%,验证了指标与方法的科学性。

1974年,团队聚焦“干扰前基准数据的精准采集”——量化对比的前提是拥有可靠的“干扰前基线”,若基准数据不准确,后续干扰效果计算会出现偏差。负责基准采集的王技术员,制定《干扰前基准数据采集流程》,明确采集时间、图像要求、数据校验三大环节。

采集时间选择“卫星无干扰过顶时段”,且需与干扰过顶时间的气象条件一致(如均为晴天、相同太阳高度角),避免天气因素影响对比;例如,若计划在10月5日9:00(晴天,太阳高度角60°)进行干扰演练,基准数据则采集10月2日9:00(同气象条件)的卫星图像,确保成像环境一致。

图像要求方面,基准图像需覆盖“全目标区域”(含核设施真实区域与假目标区域),且成像质量达标(无云遮挡、无运动模糊);王技术员团队建立“基准图像质量审核表”,从“遮挡率”(≤5%)、“模糊度”(σ≤20)、“分辨率”(≤1米)三个维度打分,满分≥80分的图像才能作为基准,否则重新采集。

数据校验环节,采用“多源比对”:将卫星图像的分辨率数据,与地面实测的目标尺寸(如用全站仪测量设备边长)对比,误差需≤10%;热伪装假目标的基准温度数据,与红外测温仪的地面实测数据对比,误差≤2c;若误差超标,需检查卫星成像参数(如焦距、轨道高度),重新计算比例尺或校正温度值。

在某次基准采集任务中,团队初采的图像因有10%云遮挡(不达标),重新等待卫星过顶采集;最终基准数据显示:关键区域分辨率0.9米,热伪装假目标的平均温度与真实目标误差1.5c,模糊度σ=14,均符合校验标准,为后续干扰效果对比奠定了精准基线。

1975年,团队组织“干扰后效果数据采集与初步分析”——按既定干扰方案(19台干扰机开机,覆盖Kh-9侦察波段)执行干扰演练后,赵技术员团队立即采集干扰后的卫星图像,按《量化指标规范》开展数据测量,与基准数据进行初步对比。

图像模糊度测量显示:干扰后关键区域的灰度标准差σ=38,较基准的σ=14显着升高,说明图像模糊度大幅提升;团队同时分析模糊度的空间分布,发现干扰机覆盖密集的核心区域(σ=42)比边缘区域(σ=32)更模糊,与干扰信号强度分布一致,验证了干扰的有效性。

目标分辨率测量中,赵技术员选取5个关键区域的标准目标(如反应堆外围设备,实际边长3米):干扰前图像中,目标像素边长33.3像素(按0.9米分辨率,1像素=0.09米),轮廓清晰;干扰后图像中,目标像素边长10像素(按3.3米分辨率,1像素=0.33米),边缘模糊,仅能看出大致轮廓,计算得关键区域分辨率降至3.3米,满足“3米以上”的设计目标。

热伪装识别错误率测试中,组织5名评估者对照特征表,对红外图像中的20个热目标(10个真目标、10个假目标)进行识别:共产生100次识别记录,其中误将假目标判为真目标的次数76次,错误率达76%,接近“78%”的预期值;误差分析显示,2%的差异源于1个假目标的温度波动模拟不够逼真(后续已优化发生器参数)。

初步分析结果显示,干扰与热伪装效果基本达标,但存在“边缘区域分辨率下降不足”(仅降至2.8米,未达3米)的问题,为后续干扰参数优化提供了数据依据。

1976年,团队针对“数据偏差修正与精准验证”展开工作——初步分析中发现,天气、卫星轨道微小变化等因素可能导致数据偏差(如某次干扰后因轻微雾霾,模糊度测量值偏高5%),负责修正的孙技术员研发“多因素偏差修正模型”,提升评估准确性。

模型纳入三类修正因子:一是“气象修正因子”,根据干扰前后的能见度、云量数据,对模糊度进行修正(如能见度从10公里降至8公里,模糊度测量值需乘以0.92修正系数);二是“轨道修正因子”,根据卫星轨道高度变化(如基准时轨道高度300公里,干扰时310公里),修正分辨率计算(轨道升高导致分辨率下降,需乘以1.03修正系数);三是“设备稳定性修正因子”,根据干扰机、热信号发生器的工作状态(如1台发生器温度偏差2c),对热伪装错误率进行修正(温度偏差每1c,错误率修正±1%)。

孙技术员用修正模型重新验证1975年的干扰数据:气象修正后,模糊度σ从38修正为36(因干扰时能见度略好于基准);轨道修正后,分辨率从3.3米修正为3.2米;设备稳定性修正后,热伪装识别错误率从76%修正为78%,完全符合预期目标,消除了外部因素导致的评估偏差。

为验证修正模型的通用性,团队在另一次干扰演练中应用:未修正前,分辨率测量值2.9米(未达3米),修正轨道与气象因素后,分辨率修正为3.1米,达标;后续通过地面实测验证,修正后的数据与实际干扰效果误差≤3%,远低于未修正时的8%,模型有效性得到确认。