一种海量船舶AIS轨迹数据在线压缩方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109977523A(43)申请公布日2019.07.05(21)申请号201910213274.1(22)申请日2019.03.20(71)申请人武汉理工大学地址430070湖北省武汉市洪山区珞狮路122号(72)发明人刘钊陈通孙鹏刘文梁茂晗刘敬贤(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人罗飞(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)G06F16/29(2019.01)权利要求书2页说明书10页附图4页(54)发明名称一种海量船舶AIS轨迹数据在线压缩方法及装置(57)摘要本发明公开了一种海量船舶AIS轨迹数据在线压缩方法及装置，在线压缩方法为限定双因子(同步欧式距离和转向角度)的阈值结合算法，以水域为研究对象，首先对于某一水域先依据历史AIS数据找到该区域的船舶轨迹的历史特征，然后基于运动状态的改变与历史特征数据结合的方式进行在线压缩，最后基于核密度估计构建船舶AIS轨迹数据的可视化分析方法。本发明可以高效的压缩AIS数据，并较为完整、准确的保留其轨迹特征点，有助于实现对AIS数据的高效管理，提高船舶之间的信息交流效率和监管效率。CN109977523ACN109977523A权利要求书1/2页1.一种海量船舶AIS轨迹数据在线压缩方法，其特征在于，包括：根据历史AIS数据获取预设水域的船舶轨迹的历史特征；基于运动状态的改变与历史特征数据结合的方式对待压缩AIS轨迹数据进行在线压缩，其中，运动状态的改变由当前轨迹点的运动状态与关键点的运动状态比较后得出。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于运动状态的改变与历史特征数据结合的方式对待压缩AIS轨迹数据进行在线压缩，具体包括采用限定双因子的阈值结合算法进行在线压缩，双因子包括同步欧式距离和转向角度；限定双因子的阈值结合算法具体包括如下步骤：基于限定双因子的阈值结合算法，计算关键点在原轨迹上的速度和运动方向，将其作为关键点参照运动状态；将关键点后的第一个点作为目标点，计算目标点在原轨迹上的速度与运动方向，并将目标点的运动方向角度与关键点的方向角度的差值作为转向角度，同时以关键点和目标点下一个点为基准点获得同步欧氏距离；参照关键点的运动状态，当限定的同步欧式距离大于阈值或者转向角度大于阈值或者速度的变化量大于规定的阈值时，将目标点转换为新的关键点；否则，舍弃目标点，保留关键点，直到待压缩AIS轨迹数据中包含所有的轨迹点处理完毕。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于运动状态的改变与历史特征数据结合的方式对待压缩AIS轨迹数据进行在线压缩之后，所述方法还包括：根据船舶运动建模与压缩后的AIS数据生成船舶轨迹。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于核密度估计构建船舶AIS轨迹数据的统计推断建模。5.一种海量船舶AIS轨迹数据在线压缩装置，其特征在于，包括：历史特征获取模块，用于根据历史AIS数据获取预设水域的船舶轨迹的历史特征；在线压缩模块，用于基于运动状态的改变与历史特征数据结合的方式对待压缩AIS轨迹数据进行在线压缩，其中，运动状态的改变由当前轨迹点的运动状态与关键点的运动状态比较后得出。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，在线压缩模块具体用于采用限定双因子的阈值结合算法进行在线压缩，双因子包括同步欧式距离和转向角度；限定双因子的阈值结合算法具体包括如下步骤：基于限定双因子的阈值结合算法，计算关键点在原轨迹上的速度和运动方向，将其作为关键点参照运动状态；将关键点后的第一个点作为目标点，计算目标点在原轨迹上的速度与运动方向，并将目标点的运动方向角度与关键点的方向角度的差值作为转向角度，同时以关键点和目标点下一个点为基准点获得同步欧氏距离；参照关键点的运动状态，当限定的同步欧式距离大于阈值或者转向角度大于阈值或者速度的变化量大于规定的阈值时，将目标点转换为新的关键点；否则，舍弃目标点，保留关键点，直到待压缩AIS轨迹数据中包含所有的轨迹点处理完毕。7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括船舶轨迹生成模块，用于在基于运动状态的改变与历史特征数据结合的方式对待压缩AIS轨迹数据进行在线压缩之2CN109977523A权利要求书2/2页后：根据船舶运动建模与压缩后的AIS数据生成船舶轨迹。8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括推断模型构建模块，用于：基于核密度估计构建船舶AIS轨迹数据的统计推断模型。9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被执行时实现如权利要求1至4中任一项权利要求所述的方法。10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行