【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及船舶航运，具体涉及一种历史航线数据处理方法及系统。
技术介绍
1、目前航运可视化系统中，会针对历史航线进行热力图形式的绘制及展示以供用户参考分析，分析出哪些航线较为繁忙，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。
2、但这种做法存在以下几个问题，ais原始历史数据非常庞大，查询、处理都需要较长的时间，且绘制热力图的方法较为生硬，无法进行复杂条件下的处理，无法兼顾速度及美观，此外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
1、为了解决现有技术中存在的数据处理时间长及绘制分辨率低等问题，本专利技术提供了一种历史航线数据处理方法，基于ais历史航行数据和港口数据，通过采用特定的计算方法并结合sas算法对航线轨迹数据还原，以及采用网格划分、标记以及稠密与非稠密网格判断及处理方法对航线轨迹数据进行处理，实现了数据的高效传输，提高了数据的处理速度。本专利技术还涉及一种历史航线数据处理系统。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种历史航线数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
4、数据采集步骤：采集船舶ais历史航行数据和港口数据；
5、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
6、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，得到还原的多个历史航线轨迹，并构成历史航线轨迹数据集；
7、网格划分及标记步骤：按照第一空间分辨率分别将历史航线轨迹数据集中各个历史航线轨迹的起始轨迹点和目标轨迹点之间的区域划分为互不相交的网格，并分别计算出各个航线轨迹数据中所有轨迹点的相似度，将相似度大于预设阈值的轨迹点划分至同一网格内，根据每个网格含有的轨迹点数量计算出每个网格的密度，将各个网格的密度与预设密度阈值进行比较，将密度大于等于预设最大密度阈值的网格标记为稠密网格，将密度小于预设最小密度阈值的网格剔除；
8、非稠密网格处理步骤：将密度处于最大密度阈值和最小密度阈值之间的网格标记为非稠密网格，并将非稠密网格的第一空间分辨率缩小得到第二空间分辨率，再重复网格划分及标记步骤按照第二空间分辨率分别将各个历史航线轨迹的起始轨迹点和目标轨迹点之间的区域划分为互不相交的网格，并计算出每个网格的密度以及对各个网格进行标记和剔除，直至空间分辨率小于预设分辨率阈值或不存在非稠密网格时，则结束划分；
9、稠密及非稠密网格判断步骤：将空间分辨率小于预设分辨率阈值的非稠密网格和稠密网格均标记为未处理，扫描所有网格，判断某个未处理网格是稠密网格或非稠密网格，若判断该网格是非稠密网格，则将该非稠密网格标记为已处理，并继续判断下一个未处理网格是稠密网格或非稠密网格，直至判断出稠密网格为止；
10、稠密网格处理步骤：若判断该网格是稠密网格，则创建一个与该稠密网格关联的队列，并将该稠密网格放入该队列中等待处理，遍历该稠密网格的所有相邻网格，若该稠密网格的所有相邻网格中存在至少一个稠密网格，则将该队列中的该稠密网格提取出来与其相邻的某个稠密网格进行合并处理以形成一个簇；
11、相邻网格处理步骤：若该稠密网格的所有相邻网格中存在多个稠密网格，则将各个稠密网格分别对应创建一个与其关联的队列，并按照稠密网格处理步骤依次遍历各个稠密网格的所有相邻稠密网格，将各个稠密网格与其相邻的某个稠密网格进行合并处理并形成多个簇，直至合并处理完所有稠密网格为止；若该稠密网格的所有相邻网格中不存在稠密网格，将该稠密网格从该队列中提取出来单独形成一个簇并将该稠密网格标记为已处理；
12、航线轨迹数据处理步骤：按稠密及非稠密网格判断步骤继续判断下一个未处理网格是稠密网格或非稠密网格，直至判断出的所有非稠密网格均标记为已处理，再将判断出的所有稠密网格均继续执行稠密网格处理步骤和相邻网格处理步骤，直至所有稠密网格均与其相邻的稠密网格完成合并处理，以及所有未完成合并处理的稠密网格被标记为已处理后得到多个簇，以完成历史航线轨迹数据的处理。
13、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。
14、优选地，所述网格划分及标记步骤中，还根据网格的密度对网格的大小进行动态调整，对密度高的网格进行放大，对密度小的网格进行拆分并使用拆分后更小的网格。
15、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。
16、优选地，所述航线轨迹还原步骤中，所述无用的坐标点信息包括靠泊和锚泊。
17、一种历史航线数据处理系统，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、网格划分及标记模块、非稠密网格处理模块、稠密及非稠密网格判断模块、稠密网格处理模块、相邻网格处理模块和航线轨迹数据处理模块，
18、所述数据采集模块，采集船舶ais历史航行数据和港口数据；
19、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；
20、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，得到还原的多个历史航线轨迹，并构成历史航线轨迹数据集；
21、所述网格划分及标记模块，按照第一空间分辨率分别将历史航线轨迹数据集中各个历史航线轨迹的起始轨迹点和目标轨迹点之间的区域划分为互不相交的网格，并分别计算出各个航线轨迹数据中所有轨迹点的相似度，将相似度大于预设阈值的轨迹点划分至同一网格内，根据每个网格含有的轨迹点数量计算出每个网格的密度，将各个网格的密度与预设密度阈值进行比较，将密度大于等于预设最大密度阈值的网格标本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种历史航线数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的历史航线数据处理方法，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。
3.根据权利要求1所述的历史航线数据处理方法，其特征在于，所述网格划分及标记步骤中，还根据网格的密度对网格的大小进行动态调整，对密度高的网格进行放大，对密度小的网格进行拆分并使用拆分后更小的网格。
4.根据权利要求1所述的历史航线数据处理方法，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4之一所述的历史航线数据处理方法，其特征在于，所述航线轨迹还原步骤中，所述无用的坐标点信息包括靠泊和锚泊。
6.一种历史航线数据处理系统，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、网格划分及标记模块、非稠密网格处理模块、稠密及非稠密网格判断模块、稠密网格处理模块、相邻网格处理模块和航线轨迹数据处理模
7.根据权利要求6所述的历史航线数据处理系统，其特征在于，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。
8.根据权利要求6所述的历史航线数据处理系统，其特征在于，所述网格划分及标记模块中，还根据网格的密度对网格的大小进行动态调整，对密度高的网格进行放大，对密度小的网格进行拆分并使用拆分后更小的网格。
9.根据权利要求6所述的历史航线数据处理系统，其特征在于，所述关键节点包括起始港和目的港。
10.根据权利要求6至9之一所述的历史航线数据处理系统，其特征在于，所述无用的坐标点信息包括靠泊和锚泊。
...【技术特征摘要】
1.一种历史航线数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的历史航线数据处理方法，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。
3.根据权利要求1所述的历史航线数据处理方法，其特征在于，所述网格划分及标记步骤中，还根据网格的密度对网格的大小进行动态调整，对密度高的网格进行放大，对密度小的网格进行拆分并使用拆分后更小的网格。
4.根据权利要求1所述的历史航线数据处理方法，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4之一所述的历史航线数据处理方法，其特征在于，所述航线轨迹还原步骤中，所述无用的坐标点信息包括靠泊和锚泊。
6.一种历史航线数据处理系统，其特征在于，包括依次连接的...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝轶，王敏，
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。