[发明专利]船舶航向模型的数据可视化方法、设备及计算机存储介质

说明书

本发明公开了一种船舶航向模型的数据可视化方法、设备及计算机存储介质，包括对船舶历史航迹数据进行清洗，通过网格聚合的方法分区域统计计算船舶的数量及航向数据；根据统计计算结果生成各个区域网格模型文件；遍历屏幕网格绘制归一化的船舶航向模型。本发明在每个网格中通过半径及颜色不同的若干个特定角度的扇形来展示其航向模型，本发明使用的数据可视化方法，在局部层面，通过扇形大小及最大值标线使用户能够清楚了解船舶航向模型分布情况；在全局层面，通过颜色区分使得用户能准确判断航道及船舶习惯航线中的主要航向情况及分布位置。

技术领域

本发明涉及船舶航行模型的可视化领域，特别是涉及一种船舶航向模型的数据可视化方法、设备及计算机存储介质。

背景技术

随着人类商业生产活动的增加，各大港口、航道内航行的船舶数量越来越多。越来越多的船舶业带来了越来越高的航行事故风险，而这些风险中有相当一部分是由船舶自身没有按照各项水上交通规定航行而导致的。更早、更好地发现海上船舶的异常及违规行为，能有效减少海上人命和财产损失，提高船舶航行违法成本，对事故事前预防、事后发现及船舶违法行为自动识别等都具有重要意义。随着大数据和机器学习技术的发展，包括水上交通在内的智慧化交通管理技术得到了长足的发展。船舶管理领域中也逐渐引入了相关的技术手段，来提升其管理效率，拓宽其管理方法，也使得船舶异常行为的监测越来越有效率。

使用大数据等相关技术能够给船舶异常行为监测带来的最直接提升便是对船舶历史航行特点的描述和展示，这些技术能够实现对海量历史数据的处理和计算，使统计与挖掘船舶航行规律成为了可能，也为船舶异常行为监测提供了数据基础。航行模型的展示能够帮助相关人员更好的发现和判断船舶的异常情况，并为各项水上交通规章制度的制定提供数据支撑。

与道路交通不同的是，由于并非所有船舶都依照固定航线航行，水上交通尤其是海上交通中，船舶的航向并不是固定的，传统的诸如箭头一类的方向数据可视化手段不能满足船舶航向模型的展示需要。如果在网格划分的基础上使用热力图的方式展示航向，能够较好的展示网格内的航向分布情况。但如果用户从宏观视角查看整个责任区海图，由于各个热力图网格内颜色较为接近，这种方式无法帮助用户很好的分辨整个责任区的航线分布及航向变化情况。因此，如下关于航向模型的数据可视化的问题亟待解决：如何进行航向模型展示，才能帮助用户既能从局部层面观察模型各个航向的概率特征分布情况，又能从全局层面判断船舶航行的主要航向分布及变化情况。

发明内容

发明目的：本发明要解决的技术问题是提供一种船舶航向模型的数据可视化方法、设备及计算机存储介质，解决了大数据技术引入船舶监测后带来的模型展示问题，既能帮助用户从局部层面观察模型各个航向的概率特征分布情况，又能从全局层面判断船舶航行的主要航向分布及变化情况。

技术方案：本发明所述的船舶航向模型的数据可视化方法，包括：

对船舶历史航迹数据分类型进行清洗；

通过网格聚合的方法统计计算船舶的历史数量及航向；

优化数据格式，生成适合快速遍历的网格模型文件；

读取所述的网格模型文件，遍历模型文件绘制航向分布数据可视化图形。

进一步的，所述对船舶历史航迹数据分类型进行清洗，包括：

加载船舶航迹的历史数据，将航迹历史数据按照用户需求的船舶类型进行分类，并单独存储；

设置清洗规则，将航迹历史数据中不符合清洗规则的数据进行去除；

将航迹历史数据中时间、位置、航向均相同的航迹历史数据作为重复数据进行去除。

进一步的，所述清洗规则包括了时间符合统计需求、位置应在责任区内且不能在陆地位置、航速不能为负数且不大于50节、航向不能为负数且不能大于360度。