[發(fā)明專利]一種自適應閾值的船舶軌跡壓縮方法

有效

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• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111353010B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設計）人: 唐春華;肖英杰;閆化然;關克平
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29;H03M7/30
• 代理公司: 上海互順專利代理事務所(普通合伙) 31332
• 代理人: 成秋麗

本發(fā)明公開了一種自適應閾值壓縮船舶軌跡的壓縮方法，其具體步驟如下：(1)數(shù)據(jù)預處理，對一個水域的船舶AIS進行解碼并異常軌跡點的清洗；(2)軌跡點坐標轉換，將原來的地理坐標轉換為墨卡托投影；(3)計算點到線的距離；(4)計算最佳閾值變化率；(5)計算每個軌跡點的閾值變化率；(6)單條軌跡壓縮；(7)所有軌跡壓縮。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)壓縮方法存在的壓縮效率低、壓縮效果差甚至壓縮失敗、只適合單水域而不適合多水域的同時壓縮等問題，具有運行效率高、壓縮效果穩(wěn)定、無需設置閾值等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)壓縮領域，具體涉及到一種自適應閾值的船舶軌跡壓縮方法。

背景技術

海量的AIS數(shù)據(jù)存在存儲困難、計算低效、信息冗余等問題，因此，對船舶軌跡壓縮進行壓縮是十分重要的。大多數(shù)的研究中，對船舶軌跡壓縮存在壓縮效率的問題；距離閾值的確定是基于船長和船寬，存在由于船舶信息的錯誤而導致壓縮效果差甚至壓縮失敗的問題；最佳閾值隨水域的不同而變化，而且往往只適合單水域而不適合多水域的同時壓縮。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供了一種自適應閾值的船舶軌跡壓縮的方法，針對傳統(tǒng)的船舶軌跡壓縮的效率低、壓縮效果差甚至壓縮失敗、閾值難以確定等問題，該方法簡單易行，效率高。

本發(fā)明采用的技術方案為：一種自適應閾值的船舶軌跡壓縮方法，其具體步驟如下：

步驟一：數(shù)據(jù)預處理；對一個水域的船舶AIS進行解碼，解碼后刪除無靜態(tài)信息的船舶軌跡點及船位異常的軌跡點。

步驟二：軌跡點坐標轉換：

將地理坐標轉換為墨卡托投影，假設轉換前的軌跡點的經(jīng)緯度坐標為(λ,)，λ為軌跡點經(jīng)度，為軌跡點緯度，轉換為墨卡托投影的軌跡點坐標為(x,y)，則

x＝r₀×λ (1)；

y＝r₀×q (2)；

其中r₀表示標準緯度的平行圓的半徑，q代表等距緯度；

其中代表墨卡托投影的標準緯度；a表示地球橢球的長半徑；e代表地球橢球的第一偏心率。

步驟三：計算點到線的距離：

假設壓縮后的軌跡為T'＝{K₁,...,K_j,...,K_m}，其中m為原始軌跡點的個數(shù),關鍵點K_j的坐標為(a_j,b_j)，關鍵點K_j和K_j+1之間的原子軌跡段為T＝{P₁,...,P_i,...,P_n}，其中n為原始軌跡點的個數(shù)，軌跡點P_i的坐標為(x_i,y_i)；則

計算基線與x軸的夾角θ：

以坐標原點為中心旋轉θ角度，旋轉后的軌跡點的坐標矩陣為

其中，(a_j',b_j')和(x_n',y_n')分別為關鍵點K_j和原子軌跡段為T的軌跡坐標點旋轉后的坐標；