一种基于船舶定位识别海面空间利用形态的方法技术

本发明专利技术涉及海上船舶监测技术领域，具体公开了一种基于船舶定位数据识别海面空间利用形态的方法，包括以下步骤：设立海上监测面域；船舶实时发送无线信号，并调为第一频率信号和第二频率信号；定位卫星接收第一频率信号，获得船舶定位数据；地面遥感装置接收第二频率信号，获得船舶遥感数据；地面服务器通过定位数据构建不同时间段内船舶定位数据集，获得船舶航行轨迹图像；对船舶遥感数据进行预处理，判断数据类型；识别船舶类别；将不同类别的船舶信息进行分类；根据分类信息结合各船舶航线轨迹图像将海面空间进行区域划分，实现利用船舶定位大数据识别海面空间利用形态

【技术实现步骤摘要】
一种基于船舶定位识别海面空间利用形态的方法


[0001]本专利技术属于海上船舶监测
，具体涉及一种基于船舶定位识别海面空间利用形态的方法
。

技术介绍

[0002]随着科技进步和经济发展，海上空间逐渐被人们所利用，而与陆地空间利用相比，海面空间利用形态的识别较为少人研究，主要原因为合适数据的缺乏
。
[0003]目前我国的海洋空间规划发展远未达到成熟阶段，较少从海域实际空间利用角度出发以综合考虑用海可能性，在海洋空间规划阶段与海洋功能区划实施评估中，由于海洋空间相关数据可获得难度较大，缺乏海域空间实际利用情况定量分析，难以精准判断海域利用情况，并且由于海上环境复杂，为了研究海面空间利用形态，需要借助海面空间使用其中一大主体
——
船舶，通过船舶的使用类别对所在海上区域进行划分，而针对此设想并没有明确的技术方法
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于船舶定位识别海面空间利用形态的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种基于船舶定位识别海面空间利用形态的方法，包括以下步骤：
[0007]S1、
设立海上监测面域；
[0008]S2、
船舶实时发送无线信号，并通过信号增大器调为第一频率信号和第二频率信号；
[0009]S3、
定位卫星接收第一频率信号，获得船舶定位数据，并发送船舶定位数据至地面服务器；
[0010]S4、
地面遥感装置接收第二频率信号，获得船舶遥感数据，并发送船舶遥感数据至地面服务器；
[0011]S5、
地面服务器通过定位数据构建不同时间段内船舶定位数据集，获得船舶航行轨迹图像；
[0012]S6、
对船舶遥感数据采用恒虚警率
CFAR
算法进行预处理，船舶遥感数据包括光学遥感影像数据和合成孔径雷达
SAR
遥感影像数据，并判断数据类型，将两者影像数据分开；
[0013]S7、
利用光学遥感影像数据通过粗检测获取候选船舶目标，提取针对光学图像的船舶目标特征，剔除候选船舶目标外的其他虚警目标，得到第一检测结果并上传至船舶图像数据库中，另外利用合成孔径雷达
SAR
遥感影像数据通过粗检测获取候选船舶目标，提取针对
SAR
图像的船舶目标特征，剔除候选船舶目标外的其他虚警目标，得到第二检测结果并上传至船舶图像数据库中；
[0014]S8、
船舶图像数据库中将第一检测结果和第二检测结果结合，与船舶图像大数据
对比确认，识别船舶类型，将船舶类型识别结果与船舶定位数据匹配，实时获知该类船舶定位信息；
[0015]S9、
构建不同船舶类型空间定位数据集，并将船舶数据上传到空间处理软件进行空间落位，将海域空间进行网格化划分，统计每个网格的所承载的船舶类别
、
数量
、
占比，以网格内船舶数量占比最高的类型定义为该海域网格空间的主要用途，从而得到不同类型船舶在海域上的活动优势空间分布；
[0016]S10、
将
S9
所得的海域活动优势空间分布进行归类，根据不同船舶的功能属性以及空间分区的特征，将游艇活动优势空间定义为游憩休闲区
、
将货船与油轮活动优势空间定义为海运作业区
、
将渔船活动优势空间定义为海域捕捞区
、
将在近岸区域囊括高速船
、
客船
、
引航船为主的活动优势空间定义为近岸综合区，则可进一步将粤港澳大湾区海域以海运作业区
、
海域捕捞区
、
游憩休闲区
、
近岸综合区四类功能区进行海域空间利用划分，实现以船舶定位大数据精准识别海域空间利用划分
。
[0017]优选的，所述船舶发送无线信号的频率范围为
10MHz
～
50MHz
，通过信号增大器使第一频率信号的频率范围为
1000MHz
～
2000MHz
，第二频率信号的频率范围为
250kHz
～
350MHz。
[0018]优选的，所述地面服务器根据船舶定位数据对船舶遥感数据提出获取需求，所述获取需求包括
SAR
数据的波段选择，光学多光谱数据的波段选择，极化方式选择，以及观测时间选择
。
[0019]优选的，所述获取需求得到的数据进行格式化
、
读取或转换，并对光学遥感影像和
SAR
遥感影像数据进行几何校正
、
辐射校正
、
特征增强和数据参数提取的预处理工作
。
[0020]优选的，所述
S9
中归类为四级区域，分别为海运作业区
、
海域捕捞区
、
游憩休闲区
、
近岸综合区
。
[0021]优选的，所述第一区域数据根据船舶类别结合航线轨迹设定海上监测面域上第一区域为游憩休闲区域，第二区域数据根据船舶类别结合航线轨迹设定海上监测面域上第二区域为海运作业区域，第三区域数据根据船舶类别结合航线轨迹设定海上监测面域上第三区域为近岸综合区域，第四区域数据根据船舶类别结合航线轨迹设定海上监测面域上第四区域为海域捕捞区域
。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0023]本专利技术通过在所监测的海上区域对各船舶进行定位，并通过遥感数据结合定位数据获得船舶航线轨迹，同时通过光学遥感影像数据和合成孔径雷达
SAR
遥感影像数据识别船舶类型并进行分类，将分类后的数据信息结合船舶航线轨迹对海上监测区域进行划分，实现海上空间利用形态的识别划分，在全域全覆盖的国土空间规划中对海洋空间进行科学利用，即通过获取船舶定位大数据进行海域空间利用情况分析，基于不同类型船舶的海上活动空间实况识别粤港澳大湾区海域的实际用海功能，使得粤港澳大湾区海域整体空间利用形态评估更加精准化，能够进一步辅助国土空间海洋规划工作开展
。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的基于船舶定位识别海面空间利用形态的方法示意框图；
[0025]图2为本专利技术提供参考的船舶定位大数据；
[0026]图3为本专利技术提供参考的各类船舶定位分布图；
[0027]图4为本专利技术提供参考的基于海域网格的船舶总数统计图；
[0028]图5为本专利技术提供参考的各类船型优势海洋空间的分布情况；
[0029]图6为本专利技术提供参考的海域空间利用划分情况
。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于船舶定位识别海面空间利用形态的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
设立海上监测面域；
S2、
船舶实时发送无线信号，并通过信号增大器调为第一频率信号和第二频率信号；
S3、
定位卫星接收第一频率信号，获得船舶定位数据，并发送船舶定位数据至地面服务器；
S4、
地面遥感装置接收第二频率信号，获得船舶遥感数据，并发送船舶遥感数据至地面服务器；
S5、
地面服务器通过定位数据构建不同时间段内船舶定位数据集，获得船舶航行轨迹图像；
S6、
对船舶遥感数据采用恒虚警率
CFAR
算法进行预处理，船舶遥感数据包括光学遥感影像数据和合成孔径雷达
SAR
遥感影像数据，并判断数据类型，将两者影像数据分开；
S7、
利用光学遥感影像数据通过粗检测获取候选船舶目标，提取针对光学图像的船舶目标特征，剔除候选船舶目标外的其他虚警目标，得到第一检测结果并上传至船舶图像数据库中，另外利用合成孔径雷达
SAR
遥感影像数据通过粗检测获取候选船舶目标，提取针对
SAR
图像的船舶目标特征，剔除候选船舶目标外的其他虚警目标，得到第二检测结果并上传至船舶图像数据库中；
S8、
船舶图像数据库中将第一检测结果和第二检测结果结合，与船舶图像大数据对比确认，识别船舶类型，将船舶类型识别结果与船舶定位数据匹配，实时获知该类船舶定位信息；
S9、
构建不同船舶类型空间定位数据集，并将船舶数据上传到空间处理软件进行空间落位，将海域空间进行网格化划分，统计每个网格的所承载的船舶类别
、
数量
、
占比，以网格内船舶数量占比最高的类型定义为该海域网格空间的主要用途，从而得到不同类型船舶在海域上的活动优势空间分布；
S10、
将
S9
所得的海域活动优势空间分布进行归类，根据不同船舶的功能属性以及空间分区的特征，将游艇活动优势空间定义为游憩休闲区
、
将货船与油轮活动优势空间定义为海运作业区
、

【专利技术属性】
技术研发人员：俞露，郭晓芳，郭磊贤，闫攀，胡晓飞，戴雅婷，任杰，于敏，
申请(专利权)人：深圳市城市规划设计研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：