[發(fā)明專利]基于AIS的船舶航行過(guò)程氣象海況數(shù)據(jù)融合處理系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210271317.3
• 申請(qǐng)日: 2022-03-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114596731B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫騰達(dá);楊蕾;史婧;楊雪;鄭軍;鄭飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京國(guó)交信通科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): G08G3/00
• 分類號(hào): G08G3/00;G06F16/22;G06F16/2458
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務(wù)所 11337
• 代理人: 于國(guó)富

本發(fā)明提供了一種基于AIS的船舶航行過(guò)程氣象海況數(shù)據(jù)融合處理系統(tǒng)及方法，該方法通過(guò)在船舶歷史軌跡回放中，疊加氣象海況數(shù)據(jù)，使得回訪過(guò)程中隨時(shí)掌握船舶航線上的氣象海況情況，為分析氣象海況在船舶航向行為、船舶遇險(xiǎn)原因分析等提供參考依據(jù)。在船舶航線規(guī)劃中，疊加之前72小時(shí)氣象海況預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)及未來(lái)14天氣象海況預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，使得在繪制航線時(shí)隨時(shí)掌握規(guī)劃的航線上未來(lái)可能面臨的氣象海況情況，進(jìn)而提前規(guī)避極端天氣對(duì)航行可能帶來(lái)的影響，從而保證航行安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋數(shù)據(jù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于AIS的船舶航行過(guò)程氣象海況數(shù)據(jù)融合處理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

船舶歷史軌跡是一種還原船舶航行過(guò)程的方法，但軌跡信息中僅包含航速、航向、船艏向、吃水等屬性，無(wú)法還原航行過(guò)程中的海洋氣象情況。而軌跡信息中的海洋氣象情況也對(duì)船舶航行的安全路線設(shè)計(jì)也會(huì)有很大的影響，因此，在還原船舶歷時(shí)軌跡過(guò)程中還原船舶歷時(shí)航行過(guò)程中的海洋氣象情況是必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于AIS的船舶航行過(guò)程氣象海況數(shù)據(jù)融合處理方法，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的前述問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于AIS的船舶航行過(guò)程氣象海況數(shù)據(jù)融合處理系統(tǒng)，包括氣象海況數(shù)據(jù)接收模塊、氣象海況數(shù)據(jù)解析模塊、氣象預(yù)報(bào)模塊、船舶路線可視化模塊以及數(shù)據(jù)庫(kù)，

所述氣象海況數(shù)據(jù)接收模塊用于接收每個(gè)航海路線上的所有氣象海況數(shù)據(jù)，并將接收到的所有氣象海況數(shù)據(jù)傳輸給所述氣象海況數(shù)據(jù)解析模塊；

所述氣象海況數(shù)據(jù)解析模塊將接收到的氣象海況數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)格格式轉(zhuǎn)換方法轉(zhuǎn)換為經(jīng)緯度形成的網(wǎng)格，以網(wǎng)格坐標(biāo)和時(shí)間為檢索索引，寫入所述數(shù)據(jù)庫(kù)；

所述氣象預(yù)報(bào)模塊預(yù)報(bào)待查詢路線未來(lái)氣象情況；

所述船舶路線可視化模塊首先通過(guò)查詢船舶航海路線，將獲取到的航海路線中每個(gè)船舶位置的經(jīng)緯度氣象海況數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格坐標(biāo)，結(jié)合定位時(shí)間形成索引，檢索數(shù)據(jù)庫(kù)中的氣象海況數(shù)據(jù)；結(jié)合所述氣象預(yù)報(bào)模塊給出的氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，通過(guò)可視化方法展示規(guī)劃路線的氣象海況。

優(yōu)選的，所述氣象海況接收模塊接收的所有氣象海況數(shù)據(jù)包括航海路線上每個(gè)船舶位置的平均海平面壓力、風(fēng)U/V、海平面氣溫、地面或會(huì)表面能見(jiàn)度、地面或水面總降水量、耦合浪高和風(fēng)浪高，每天更新四次數(shù)據(jù)，時(shí)間分別為0， 6，12，18，每次均預(yù)報(bào)未來(lái)72小時(shí)的氣象情況；

獲取的數(shù)據(jù)文件以nc文件為存儲(chǔ)格式，NetCDF(network Common Data Form) 網(wǎng)絡(luò)通用數(shù)據(jù)格式是一種面向數(shù)組型并適于網(wǎng)絡(luò)共享的數(shù)據(jù)的描述和編碼標(biāo)準(zhǔn)。目前，NetCDF廣泛應(yīng)用于大氣科學(xué)、水文、海洋學(xué)、環(huán)境模擬、地球物理等諸多領(lǐng)域。用戶可以借助多種方式方便地管理和操作NetCDF數(shù)據(jù)集。

從數(shù)學(xué)上來(lái)說(shuō)，netcdf存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是一個(gè)多自變量的單值函數(shù)。其中自變量在nc中被稱為維(dimension)或坐標(biāo)軸(axis)，函數(shù)值(value)被稱為變量(variables)，一個(gè)Netcdf文件的結(jié)構(gòu)包括以下對(duì)象：變量(Variables)：變量對(duì)應(yīng)著真實(shí)的物理數(shù)據(jù)；維(dimension)：一個(gè)維對(duì)應(yīng)著函數(shù)中的某個(gè)自變量，或者說(shuō)函數(shù)圖象中的一個(gè)坐標(biāo)軸，在線性代數(shù)中就是一個(gè)N維向量的一個(gè)分量；屬性(Attribute)：屬性對(duì)變量值和維的具體物理含義的注釋或者說(shuō)解釋。更優(yōu)選的，氣象數(shù)據(jù)中的維由預(yù)報(bào)時(shí)間time、經(jīng)度longitude和緯度latitude組成，time表示預(yù)報(bào)的時(shí)間，是自2000-2-1 00:00:00:00以來(lái)的小時(shí)數(shù)；latitude 為90至-90范圍的緯度，longitude為0至360范圍的經(jīng)度，每個(gè)經(jīng)緯度的間隔為0.25度。

優(yōu)選的，所述氣象海況數(shù)據(jù)解析模塊通過(guò)網(wǎng)格格式轉(zhuǎn)換方法轉(zhuǎn)換為經(jīng)緯度形成的網(wǎng)格，以網(wǎng)格坐標(biāo)和時(shí)間為檢索索引，寫入所述數(shù)據(jù)庫(kù)具體包括：