本发明专利技术提供了一种全球航线热力图生成方法及系统，该方法先采集船舶AIS历史航行数据和港口数据，并对AIS历史航行数据中的异常数据进行清洗，再从清洗后的AIS历史航行数据中提取出按时间排序的坐标点信息，剔除无用的坐标点信息，保留关键节点的坐标点信息，对于剩余的AIS历史航行数据，利用SAS算法进行稀疏，将关键节点的坐标点信息按照时间顺序插入到稀疏结果中，得到接近真实的航线轨迹数据，最后根据还原的航线轨迹数据，采用分片绘制的方式进行绘制，绘制完成后，将绘制好的图片回传到主节点，由主节点进行图像的拼接，完成图像的绘制，极大提高了航线绘制的数据准备时间，以及数据绘制时间，从而在更短时间内，完成数据的处理。据的处理。据的处理。
【技术实现步骤摘要】
一种全球航线热力图生成方法及系统
[0001]本专利技术涉及船舶航运
，具体涉及一种全球航线热力图生成方法及系统。
技术介绍
[0002]目前航运可视化系统中，会针对历史航线进行热力图形势的展示以供参考分析，通行的做法是根据AIS历史数据，综合港口信息等辅助内容进行航线的计算从而在电子海图上绘制。
[0003]但这种做法存在以下几个问题：1、AIS由于信号采集、传输、存储等各方面原因综合作用，通常会出现一些信息噪点，这些信息噪点与实际位置有很大偏差，导致绘制的航线出现较大偏差，从而失去准确度；2、AIS原始历史数据数据非常庞大，往往在绘制的过程中，需要动用高性能机器，有些系统就只绘制低分辨率的航线图，无法做到放大查看精细航线数据。
技术实现思路
[0004]为了解决现有技术中存在的分辨率低以及有信息噪点等问题，本专利技术提供了一种全球航线热力图生成方法，通过重新设计数据报文的格式，去除冗余信息，实现了数据的高效传输，并通过直接对报文字节进行读写，不进行传统的压缩/解压缩处理，提高了数据的处理速度。本专利技术还涉及一种全球航线热力图生成系统。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种全球航线热力图生成方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007]数据采集步骤：采集船舶AIS历史航行数据和港口数据；
[0008]数据清洗步骤：根据采集的港口数据中的起始港和结束港的经纬度数据计算得到两港球面距离，根据两港球面距离计算出港间距，并根据港间距与两港边界系数的乘积得到航线的边界范围，将航线的实际距离在所述边界范围外的航线剔除，然后根据剔除后的AIS历史航行数据统计航线平均距离，根据所述航线平均距离设定距离阈值范围，将在距离阈值范围外的航线剔除，进而实现对AIS历史航行数据中异常数据的清洗；
[0009]航线轨迹还原步骤：从清洗后的AIS历史航行数据中提取出按时间排序的坐标点信息，剔除无用的坐标点信息，保留关键节点的坐标点信息，对于剩余的AIS历史航行数据，利用SAS算法进行稀疏，将关键节点的坐标点信息按照时间顺序插入到稀疏结果中，得到还原的航线轨迹数据；
[0010]图像绘制步骤：根据还原的航线轨迹数据，采用分片绘制的方式，将分辨率超过一定数量像素点的航线轨迹数据拆分成等面积的几个区域，形成待绘制图片队列，然后将航线的经纬度数据转化成像素点，采用取模运算的方式，将所有航线的像素点分配到拆分出来的图片队列内，从分配好的图片队列内获取需要绘制的航线数据，逐一分发到绘制集群中进行绘制，绘制完成后，将绘制好的图片回传到主节点，由主节点进行图像的拼接，完成图像的绘制。
[0011]优选地，还包括图像展示步骤，将绘制好的图像通过瓦片图的方式进行多级存储、展示。
[0012]优选地，所述航线轨迹还原步骤中，还将还原后的航线轨迹数据根据hausdorff距离方法，通过多轮迭代对相似度匹配或接近的全量航线历史数据进行验证，保证其准确性。
[0013]优选地，所述航线轨迹还原步骤中，所述关键节点包括起始港和目的港。
[0014]优选地，所述航线轨迹还原步骤中，所述动态信息包括靠泊和锚泊。
[0015]一种全球航线热力图生成系统，其特征在于，包括依次连接的数据采集模块、数据清洗模块、航线轨迹还原模块和图像绘制模块，
[0016]所述数据采集模块，采集船舶AIS历史航行数据和港口数据；
[0017]所述数据清洗模块，根据采集的港口数据中的起始港和结束港的经纬度数据计算得到两港球面距离，根据两港球面距离计算出港间距，并根据港间距与两港边界系数的乘积得到航线的边界范围，将航线的实际距离在所述边界范围外的航线剔除，然后根据剔除后的AIS历史航行数据统计航线平均距离，根据所述航线平均距离设定距离阈值范围，将在距离阈值范围外的航线剔除，进而实现对AIS历史航行数据中异常数据的清洗；
[0018]所述航线轨迹还原模块：从清洗后的AIS历史航行数据中提取出按时间排序的坐标点信息，剔除无用的坐标点信息，保留关键节点的坐标点信息，对于剩余的AIS历史航行数据，利用SAS算法进行稀疏，将关键节点的坐标点信息按照时间顺序插入到稀疏结果中，得到还原的航线轨迹数据；
[0019]所述图像绘制模块：根据还原的航线轨迹数据，采用分片绘制的方式，将分辨率超过一定数量像素点的航线轨迹数据拆分成等面积的几个区域，形成待绘制图片队列，然后将航线的经纬度数据转化成像素点，采用取模运算的方式，将所有航线的像素点分配到拆分出来的图片队列内，从分配好的图片队列内获取需要绘制的航线数据，逐一分发到绘制集群中进行绘制，绘制完成后，将绘制好的图片回传到主节点，由主节点进行图像的拼接，完成图像的绘制。
[0020]优选地，还包括图像展示模块，所述图像展示模块与图像绘制模块相连，用于将绘制好的图像通过瓦片图的方式进行多级存储、展示。
[0021]优选地，在所述航线轨迹还原模块中，还将还原后的航线轨迹数据根据hausdorff距离方法，通过多轮迭代对相似度匹配或接近的全量航线历史数据进行验证，保证其准确性。
[0022]优选地，所述关键节点包括起始港和目的港。
[0023]优选地，所述动态信息包括靠泊和锚泊。
[0024]本专利技术的有益效果为：
[0025]本专利技术提供的一种全球航线热力图生成方法，依次设置数据采集步骤、数据清洗步骤、航线轨迹还原步骤和图像绘制步骤，各步骤相互配合协同工作，首先采集船舶AIS历史航行数据和港口数据；并根据采集的港口数据中的起始港和结束港的经纬度数据计算得到两港球面距离，根据两港球面距离计算出港间距，并根据港间距与两港边界系数的乘积得到航线的边界范围，将航线的实际距离在所述边界范围外的航线剔除，然后根据剔除后的AIS历史航行数据统计航线平均距离，根据该平均距离设定距离阈值范围并进行对比，将在距离阈值范围外的航线剔除，进而实现对AIS历史航行数据中异常数据的清洗；然后从清
洗后的AIS历史航行数据中提取出按时间排序的坐标点信息，剔除无用的坐标点信息，保留关键节点的坐标点信息，对于剩余的AIS历史航行数据，利用SAS算法进行稀疏，将关键节点的坐标点信息按照时间顺序插入到稀疏结果中，得到还原的航线轨迹数据；最后根据还原的航线轨迹数据，采用分片绘制的方式，将分辨率超过一定数量像素点的航线轨迹数据拆分成等面积的几个区域，形成待绘制图片队列，然后将航线的经纬度数据转化成像素点，采用取模运算的方式，将所有航线的像素点分配到拆分出来的图片队列内，从分配好的图片队列内获取需要绘制的航线数据，逐一分发到绘制集群中进行绘制，通过拆分到绘制集群中并行绘制的方法，从根本上解决了超大分辨率图像绘制时的效率问题，绘制完成后，将绘制好的图片回传到主节点，由主节点进行图像的拼接，完成图像的绘制，极大提高了航线绘制的数据准备时间，以及数据绘制时间，从而在更短时间内，完成数据的处理。海量AIS数据采集、清洗、转换、分析及计算准确航线，为实现基于大数据本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种全球航线热力图生成方法，其特征在于，包括以下步骤：数据采集步骤：采集船舶AIS历史航行数据和港口数据；数据清洗步骤：根据采集的港口数据中的起始港和结束港的经纬度数据计算得到两港球面距离，根据两港球面距离计算出港间距，并根据港间距与两港边界系数的乘积得到航线的边界范围，将航线的实际距离在所述边界范围外的航线剔除，然后根据剔除后的AIS历史航行数据统计航线平均距离，根据所述航线平均距离设定距离阈值范围，将在距离阈值范围外的航线剔除，进而实现对AIS历史航行数据中异常数据的清洗；航线轨迹还原步骤：从清洗后的AIS历史航行数据中提取出按时间排序的坐标点信息，剔除无用的坐标点信息，保留关键节点的坐标点信息，对于剩余的AIS历史航行数据，利用SAS算法进行稀疏，将关键节点的坐标点信息按照时间顺序插入到稀疏结果中，得到还原的航线轨迹数据；图像绘制步骤：根据还原的航线轨迹数据，采用分片绘制的方式，将分辨率超过一定数量像素点的航线轨迹数据拆分成等面积的几个区域，形成待绘制图片队列，然后将航线的经纬度数据转化成像素点，采用取模运算的方式，将所有航线的像素点分配到拆分出来的图片队列内，从分配好的图片队列内获取需要绘制的航线数据，逐一分发到绘制集群中进行绘制，绘制完成后，将绘制好的图片回传到主节点，由主节点进行图像的拼接，完成图像的绘制。2.根据权利要求1所述的全球航线热力图生成方法，其特征在于，还包括图像展示步骤，将绘制好的图像通过瓦片图的方式进行多级存储、展示。3.根据权利要求1所述的全球航线热力图生成方法，其特征在于，所述航线轨迹还原步骤中，还将还原后的航线轨迹数据根据hausdorff距离方法，通过多轮迭代对相似度匹配或接近的全量航线历史数据进行验证，保证其准确性。4.根据权利要求1至3之一所述的全球航线热力图生成方法，其特征在于，所述航线轨迹还原步骤中，所述关键节点包括起始港和目的港。5.根据权利要求1至3之一所述的全球航线热力图生成方法，其特征在于，所述航线轨迹还原步骤中，所述动态信息包括靠泊和锚泊。6.一种全球航线热力图生成系统，其特征在于，包括依...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝轶，
申请(专利权)人：中远海运科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。