基于AIS的船舶軌跡聚類(lèi)原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、目前，裝載自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(Automatic Identification System，AIS)設(shè)備的船舶數(shù)量越來(lái)越多，然而通過(guò)船舶AIS設(shè)備定位出來(lái)的軌跡數(shù)據(jù)只能反映出船舶的經(jīng)緯度、采樣時(shí)刻、瞬時(shí)速度以及航向等信息，無(wú)法反應(yīng)出船舶航行的特征信息，然而這些信息對(duì)于海上交通的規(guī)劃、管理、控制又是非常重要的。因此，本文在Eclipse軟件上采用Java語(yǔ)言設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了船舶軌跡聚類(lèi)原型系統(tǒng)對(duì)船載AIS設(shè)備定位出來(lái)的軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘與分析，進(jìn)而

2、獲得船舶的行為規(guī)律。
　　本文首先對(duì)國(guó)內(nèi)外的軌跡聚類(lèi)方法以及AIS數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研。然后，在數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和航海相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，給出了船舶軌跡聚類(lèi)原型系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用層次及模塊化設(shè)計(jì)原則和思路，將原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)為數(shù)據(jù)源層、數(shù)據(jù)處理與挖掘?qū)右约坝脩?hù)界面層三個(gè)層次。數(shù)據(jù)源層主要包括AIS數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，此模塊為原始軌跡數(shù)據(jù)、預(yù)處理后的子軌跡數(shù)據(jù)以及停泊點(diǎn)數(shù)據(jù)提供存儲(chǔ)空間，并為上層提供數(shù)據(jù)查詢(xún)、更新、刪除以及插入等

3、功能。數(shù)據(jù)處理與挖掘?qū)影ˋIS數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊和AIS數(shù)據(jù)挖掘模塊，其中，AIS數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊的功能是去除冗余的AIS數(shù)據(jù)、過(guò)濾漂移和異常的AIS數(shù)據(jù)、添補(bǔ)缺失的AIS數(shù)據(jù)以及分離AIS數(shù)據(jù)。AIS數(shù)據(jù)挖掘模塊一方面對(duì)船舶停泊點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)，從而發(fā)現(xiàn)船舶的興趣區(qū)域，并計(jì)算其興趣度;另一方面對(duì)航行子軌跡經(jīng)過(guò)劃分而產(chǎn)生的軌跡子段數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類(lèi)，并提取簇內(nèi)典型的代表軌跡，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)船舶熱門(mén)航線。用戶(hù)界面層包括用戶(hù)交互輸入以及數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果輸出兩方面功能