[發(fā)明專利]一種用于船舶掛靠港的軌跡壓縮方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910796400.0
• 申請(qǐng)日: 2019-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN110730001A
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭海林;胡勤友;楊春;張正平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江海洋大學(xué)
• 主分類號(hào): H03M7/30
• 分類號(hào): H03M7/30;G06F16/29
• 代理公司: 33109 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 尉偉敏

本發(fā)明公開了一種用于船舶掛靠港的軌跡壓縮方法，基于窗口滑動(dòng)算法進(jìn)行軌跡壓縮，該算法思想是始終只處理3個(gè)點(diǎn)，應(yīng)用逐步壓縮的思想，將數(shù)據(jù)以流的形式傳輸進(jìn)來，進(jìn)行在線壓縮，無需將所有數(shù)據(jù)先儲(chǔ)存再進(jìn)行處理，處理數(shù)據(jù)的效率高；并且通過在計(jì)算當(dāng)前待壓縮的軌跡點(diǎn)到其起始軌跡點(diǎn)和終止軌跡點(diǎn)的直線的垂直距離前對(duì)起始軌跡點(diǎn)和終止軌跡點(diǎn)是否為同一點(diǎn)進(jìn)行判斷，排除由于無法計(jì)算當(dāng)前掛靠港至起始掛靠港與終止掛靠港連線的距離而導(dǎo)致的無法進(jìn)行軌跡壓縮的情況，使得算法能夠高效得運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地理信息系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于船舶掛靠港的軌跡壓縮方法。

背景技術(shù)

數(shù)據(jù)壓縮是軌跡數(shù)據(jù)預(yù)處理的關(guān)鍵技術(shù)之一，在保證原始軌跡數(shù)據(jù)特征和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的前提下減少用于表征原始軌跡點(diǎn)的數(shù)量。根據(jù)壓縮前是否需要所有船舶軌跡點(diǎn)數(shù)據(jù)，軌跡壓縮可分為兩大類：離線壓縮和在線壓縮。在離線壓縮算法中，某一個(gè)點(diǎn)的剔除或保留根據(jù)該點(diǎn)與所有軌跡點(diǎn)的關(guān)系確定，相對(duì)原始軌跡產(chǎn)生的形變較小，但是壓縮效率低，尤其對(duì)于超出計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)能力的海量船舶軌跡數(shù)據(jù)。在線算法通過分析相鄰船舶軌跡點(diǎn)的關(guān)系來確定點(diǎn)的取舍，這種方法簡(jiǎn)便而且高效，對(duì)于海量船舶軌跡數(shù)據(jù)壓縮效果較好。

船載自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的強(qiáng)制安裝使用，有利于實(shí)現(xiàn)海事系統(tǒng)和船公司對(duì)船舶的監(jiān)控，但海量AIS數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和使用帶來了巨大挑戰(zhàn)，為了從海量數(shù)據(jù)中提取船舶正常行為模式，誕生出了各種船舶軌跡壓縮方法，道格拉斯-普克法是目前最經(jīng)典的船舶軌跡壓縮方法，該方法可以描述為將一條軌跡的初始軌跡點(diǎn)和終止軌跡點(diǎn)虛連一條直線，求出其余各軌跡點(diǎn)到該直線的垂直距離，選擇其最大者與預(yù)先規(guī)定的閾值相比較，若小于等于閾值，則將直線兩端間各軌跡點(diǎn)全部刪去，若大于閾值，則將離該直線垂直距離最大的軌跡點(diǎn)保留，并以此為界，把軌跡分成兩部分，對(duì)這兩部分重新使用上述方法，直至最終無法做進(jìn)一步的壓縮為止，其算法思想是以軌跡起始點(diǎn)和終止點(diǎn)連線，求取中間點(diǎn)至該連線距離，根據(jù)設(shè)定的距離閾值篩選出關(guān)鍵點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)軌跡壓縮的目的。但是該方法計(jì)算量巨大，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，當(dāng)數(shù)據(jù)的量超出計(jì)算機(jī)最大存儲(chǔ)量級(jí)時(shí)，道格拉斯-普克法就無法實(shí)現(xiàn)在線軌跡壓縮。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中道格拉斯-普克法計(jì)算量大，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，當(dāng)數(shù)據(jù)的量超出計(jì)算機(jī)最大存儲(chǔ)量級(jí)時(shí)，道格拉斯-普克法就無法實(shí)現(xiàn)在線軌跡壓縮的不足，提供一種用于船舶掛靠港的軌跡壓縮方法，能夠在線壓縮船舶軌跡數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)持續(xù)更新的狀態(tài)下一直保持壓縮，處理數(shù)據(jù)效率高。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種用于船舶掛靠港的軌跡壓縮方法，該方法包括以下步驟：

步驟一：初始化滑動(dòng)窗口，并設(shè)定軌跡壓縮距離閾值；

步驟二：判斷起始軌跡點(diǎn)和終止軌跡點(diǎn)是否為同一軌跡點(diǎn)，若是則將終止軌跡點(diǎn)向后移一個(gè)點(diǎn)，執(zhí)行步驟五，否則，執(zhí)行步驟三；

步驟三：計(jì)算滑動(dòng)窗口中當(dāng)前待壓縮的軌跡點(diǎn)到其起始軌跡點(diǎn)和終止軌跡點(diǎn)的直線的垂直距離；

步驟四：將當(dāng)前待壓縮的軌跡點(diǎn)到其起始軌跡點(diǎn)和終止軌跡點(diǎn)的直線的垂直距離與軌跡壓縮距離閾值進(jìn)行比較，若軌跡壓縮距離閾值較小則將當(dāng)前待壓縮的軌跡點(diǎn)添加到壓縮軌跡集合中，并將當(dāng)前待壓縮的軌跡點(diǎn)作為起始軌跡點(diǎn)設(shè)置新的滑動(dòng)窗口，否則，將當(dāng)前待壓縮的軌跡點(diǎn)和終止軌跡點(diǎn)均向后移一個(gè)點(diǎn)；

步驟五：判斷終止軌跡點(diǎn)是否為最后一個(gè)軌跡點(diǎn)，若是，則將其添加到壓縮軌跡集合中，完成軌跡壓縮，否則，回到步驟二。