基于AIS數(shù)據(jù)的船舶航線挖掘.pdf

1、隨著航海信息技術(shù)的迅速進(jìn)步，船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)產(chǎn)生的航行數(shù)據(jù)（簡稱AIS數(shù)據(jù)）呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。這些海量的AIS數(shù)據(jù)蘊(yùn)含有豐富的物流、航運(yùn)、海上交通等有用知識(shí)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方法已不能滿足現(xiàn)代航運(yùn)業(yè)快速發(fā)展的要求，急需有效的理論與技術(shù)對這些大量的AIS數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和應(yīng)用。數(shù)據(jù)挖掘和聚類作為一種從海量數(shù)據(jù)中挖掘有用的、具有潛在效用知識(shí)的理論與方法，已經(jīng)成為海量AIS數(shù)據(jù)的主要分析技術(shù)。
　　本文以船舶軌跡為研究對象，數(shù)據(jù)挖掘和聚類技術(shù)為

2、方法，針對航線規(guī)劃中的相關(guān)問題，致力于開展構(gòu)造基于AIS數(shù)據(jù)的航線規(guī)劃服務(wù)系統(tǒng)。降低航線設(shè)計(jì)時(shí)的人為錯(cuò)誤，同時(shí)為航路規(guī)劃提供輔助決策提高監(jiān)管效率，優(yōu)化船舶通航。本文的主要工作如下:
　　(1) AIS數(shù)據(jù)的解碼與處理。在介紹AIS信息類型、內(nèi)容更新時(shí)間的基礎(chǔ)上，分析了AIS原始信息的構(gòu)成和主要語句結(jié)構(gòu)，并對AIS信息進(jìn)行了解碼。設(shè)計(jì)了AIS數(shù)據(jù)庫，并對錯(cuò)誤的AIS信息進(jìn)行了篩選。提出了缺失的AIS信息插值方法。獲得清潔可用的AIS

3、信息。
　　(2)當(dāng)軌跡數(shù)據(jù)達(dá)到大數(shù)據(jù)量級時(shí)會(huì)對數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、傳輸和處理帶來極大的困難和挑戰(zhàn)。本文對經(jīng)典的Douglas-Peucker算法進(jìn)行了研究，并結(jié)合船舶航線設(shè)計(jì)時(shí)的偏航極限和船舶領(lǐng)域知識(shí)對壓縮閾值進(jìn)行了探究。提出了基于速度和航向約束的船舶軌跡數(shù)據(jù)壓縮方法，并對兩種算法的效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對比。
　　(3)根據(jù)船舶海上的運(yùn)動(dòng)特征，研究了船舶航向和航速變化規(guī)律，為研究船舶行為特征提供了新的依據(jù)。同時(shí)設(shè)計(jì)了在線識(shí)別船舶的擱置行