基于AIS的船舶軌跡聚類原型系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、目前，裝載自動識別系統(tǒng)(Automatic Identification System，AIS)設(shè)備的船舶數(shù)量越來越多，然而通過船舶AIS設(shè)備定位出來的軌跡數(shù)據(jù)只能反映出船舶的經(jīng)緯度、采樣時刻、瞬時速度以及航向等信息，無法反應(yīng)出船舶航行的特征信息，然而這些信息對于海上交通的規(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語言設(shè)計并實現(xiàn)了船舶軌跡聚類原型系統(tǒng)對船載AIS設(shè)備定位出來的軌跡數(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。
　　本文首先對國內(nèi)外的軌跡聚類方法以及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原型系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。系統(tǒng)設(shè)計采用層次及模塊化設(shè)計原則和思路，將原型系統(tǒng)設(shè)計為數(shù)據(jù)源層、數(shù)據(jù)處理與挖掘?qū)右约坝脩艚缑鎸尤齻€層次。數(shù)據(jù)源層主要包括AIS數(shù)據(jù)庫模塊，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)以及停泊點數(shù)據(jù)提供存儲空間，并為上層提供數(shù)據(jù)查詢、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)、過濾漂移和異常的AIS數(shù)據(jù)、添補缺失的AIS數(shù)據(jù)以及分離AIS數(shù)據(jù)。AIS數(shù)據(jù)挖掘模塊一方面對船舶停泊點進(jìn)行聚類，從而發(fā)現(xiàn)船舶的興趣區(qū)域，并計算其興趣度;另一方面對航行子軌跡經(jīng)過劃分而產(chǎn)生的軌跡子段數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，并提取簇內(nèi)典型的代表軌跡，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)船舶熱門航線。用戶界面層包括用戶交互輸入以及數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果輸出兩方面功能