[发明专利]一种基于高精度DEM数据的快速海陆判断方法

说明书

本发明提供了一种基于全球高精度DEM数据的快速海陆判断方法，属于地理信息系统领域，先将全球ASTER GDEM数据文件按照一定的空间索引方案进行插值重构，在此基础上对重构后的DEM数据文件进行二值化和压缩并合并成一个文件，最后利用合并后的数据文件进行实时海陆判断。该方法可对海量地理坐标进行快速的海陆判断，可广泛应用于航船舶交通信息坐标异常判断、船舶交通行为可视化与分析等领域。

技术领域

本发明涉及地理信息系统领域，特别是一种基于高精度DEM数据的快速海陆判断方法。

背景技术

海洋运输由于运量大、成本低、能耗小、污染少等优势，在我国乃至全球的综合交通运输体系中都占有非常重要的地位。航运管理信息化和智能化系统的相关研究一直是国际航运界关注的热点问题，而实时获得航船舶交通信息是构建智能航运系统的关键。船舶自动识别系统(AIS)是目前获取船舶交通信息的一种重要手段，它主要由岸基设施和船载设备共同组成，是一种广播式的船－船、船－岸信息自动交互工具，是重要的船舶助航导航设备。海事监管部门通过岸基AIS基站接收船台发送的AIS报文，实现对船舶航行动态的实时跟踪与监控。AIS船台发送的报文通常包括：MMSI编号、船舶类型、船舶在航状态、外形尺寸等静态信息和船舶速度、航向角、经纬度坐标等动态信息。由于AIS报文包含的信息容量非常大，所以近年来成为分析水上交通行为与风险的重要数据来源。

然而，AIS缺乏完整的信息验证机制，在实际应用中经常会由于AIS传感器接收GPS信号过程中产生的数据错误、AIS信号传输过程中产生的数据错误、AIS设备自身原因产生的数据错误、AIS网络通信阻塞导致AIS信号发射延迟等问题，导致其动态信息中含有某些错误信息。例如，船舶在正常航行状态下的经纬度坐标有时会异常出现在陆地部分，就是一个比较常见的错误。这种错误的坐标信息会干扰海事监管，导致对水面交通态势的误判，同时也会对以AIS数据为基础的船舶交通行为可视化与分析产生困扰。因此，需要对实时接收的AIS数据中的经纬度坐标进行海陆判断。此外，AIS报文的更新频率非常高，正常情况下，船舶每隔2秒-6分钟就会广播1次AIS信息，大量船舶不停广播，导致海量AIS数据产生。仅我国海事部门搜集近海船舶动态数据，单日数据量峰值就高达千万条，3个月信息总量超过亿条。这就迫切需要提供一种准确高效的计算方法，有效解决大数据情况下的快速海陆判断问题。

发明内容

本发明的目的是要克服现有技术中利用矢量地图数据进行海陆判断效率低下的问题，提供一种基于高精度DEM数据的快速海陆判断方法，可有效解决大数据情况下的快速海陆判断问题。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种基于高精度DEM数据的快速海陆判断方法，包括以下步骤：

S1、对全球ASTER GDEM数据文件进行插值重构获得重构后的全球DEM数据文件：

S11、将全球平均分成4096×2048块，每100×100块合并为一个新的DEM文件，块内顶点个数为256×256；

S12、在每个块内对256×256个顶点的高程值进行双线性插值，在用每个块内的四个原始顶点进行双线性插值的该过程中，一旦有两个或两个以上原始顶点为无效像素，则认为待插值点为无效像素点，直接将其高程值记录为-9999，以做标识；

S13、将双线性插值后的每100×100块存储为一个新的DEM数据文件，后缀名为demx，全球共计861个这样的文件，每个demx文件分为三部分：文件头、块索引、块数据；其中，文件头存储数据的版本号和文件内的分块数目；每个块索引存储该块数据的字节总数和对应的块数据在文件的偏移地址；每个块数据存储该块的元信息和块内所有顶点的高程值；

S2、对插值重构后的全球DEM数据文件进行二值化、压缩、合并：