[发明专利]极端环境下科考船实时监测数据处理和监控的系统及方法

说明书

本发明涉及一种极端环境下科考船实时监测数据处理和监控的系统及方法，其中系统包括数据清洗模块；数据筛选模块；插值拟合模块，用以应用插值拟合方法对特征点进行插值拟合以优化航迹展示效果；实时监控模块，用以进行科考船实时航迹和船舶信息监控。采用该种极端环境下科考船实时监测数据处理和监控的系统及方法，通过采用数据自动修复算法对脏数据进行清洗后入库，在符合业务逻辑的前提下保证数据的准确性；对科考船实时监测数据库进行筛选，保持了科考船航迹的关键点与特征点，满足系统实时性的同时大大降低了网络传输和数据处理压力；基于贝塞尔曲线对特征点数据进行局域插值拟合，提高系统的可视化效果，具有更广泛的应用范围。

技术领域

本发明涉及数据库技术领域，尤其涉及数据处理技术领域，具体是指一种极端环境下科考船实时监测数据处理和监控的系统及方法。

背景技术

科考船的实时监控在极端环境下尤为重要。南北极是全球变化的驱动器，且蕴含丰富的资源，特别在自然资日益匮乏、气候急剧变化的今天极地科考更加重要。但由于极区环境极端，天气变化无常，给极地科考带来了巨大的挑战，如包括雪暴、暴风雪、极地低压、持续气旋、冰裂隙等。此外，极地科考需要投入巨大的资金、人力成本，科考船的安全航行关系着极地科考成功与否。因此，对科考船位置、发动机运行状态及周围环境要素的实时监控非常关键。

科考船实时监测存在数据缺失、冗余等数据质量问题。多源船载传感器采集数据精度、数据格式、采集周期的不同导致数据的多样化；传感器故障或卫星延迟导致实时监测数据的滞后或者缺失。极地科考船上配备包括深水多波束系统、浅地层剖面仪、超短基线水下声学定位系统、走航式声学多普勒流速剖面仪等多种船载传感器，以满足海洋动力环境、地质环境、生态环境以及深海极端环境等多学科交叉调查研究。科考船航程中有预先设定的监测关键点或者出现临时停靠，同一位置的数据被重复采集，导致监测数据的冗余。

极端恶劣的极区环境下，数据处理与数据传输能力存在极大的局限性。数据的准确性是实时监控系统的关键，且科考船航迹展示需要实时加载位置信息。针对多源船载传感器采集的实时监测数据需要进行数据清洗，保证数据的准确性与一致性。在保证科考船航迹展示实时性的前提下，研究适合的数据筛选和优化方法尽可能减轻科考船上数据处理与数据传输的压力。

发明内容

本发明的目的是克服了现有技术中存在的极端环境下科考船实时监测数据的延迟、缺失、重复等数据质量问题，以及数据传输与数据存储、处理能力的局限性，提供了一种能够实现在极区极端环境下实现对科考船位置、运行状况、周围环境要素等信息的实时监控，为科考船在极区安全航行提供了技术保障的极端环境下科考船实时监测数据处理和监控的系统及方法。

为了实现上述目的，本发明的极端环境下科考船实时监测数据处理和监控的系统及方法具有如下构成：

该极端环境下科考船实时监测数据处理和监控的系统，其主要特点是，所述的系统包括：

数据清洗模块，用以对船舶上的多源船载传感器实时获取的监测数据进行数据清洗并将数据存储入实时监测数据库；

数据筛选模块，用以利用数据筛选算法对实时监测数据库中的数据进行筛选以选取关键拐点和特征点；

插值拟合模块，用以应用插值拟合方法对特征点进行插值拟合以优化航迹展示效果；

实时监控模块，用以基于移动客户端应用操作系统进行科考船实时航迹和船舶信息监控。

较佳地，所述的船舶为科考船。

较佳地，所述的数据筛选算法为Steering-P夹角筛选法或特征点筛选法。

较佳地，所述的插值拟合方法为贝赛尔曲线插值拟合方法。

较佳地，所述的应用操作系统为iSO、Android或Windows操作系统。