CN111785090B - 基于船舶ais航迹数据自动识别违规倾废的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于船舶AIS航迹数据自动识别违规倾废的方法，利用一段船舶AIS航迹数据，运算出与工程区、倾倒区的重叠区域，并通过遍历此段航行轨迹的各个轨迹点，结合倾废记录仪数据及倾废许可证信息，自动识别所有违规倾废的行为，及时向监管部门报警。克服了现有技术监管费时费力且无法识别所有违规倾废行为的缺点，可有效减少违规倾废行为，改善海洋生态环境。

Description

基于船舶AIS航迹数据自动识别违规倾废的方法
技术领域
本发明涉及一种船舶违规倾废的识别方法，尤其是一种基于船舶AIS航迹数据自动识别违规倾废的方法。
背景技术
向海洋倾倒施工工程的废弃物（倾废），需要依法取得许可证。许可证所许可的内容包括施工工程、倾废作业单位、所用的载运工具（倾废船）及倾倒区。所许可的倾废船从工程区装载废弃物并在指定的倾倒区进行倾倒，即为正常倾废行为。但是，各别倾废船可能存在以下几种违规行为：
1. 无证作业：倾废船无许可证（未经许可）进行倾废作业；
2. 过期作业：倾废船在许可证过期后仍进行倾废作业；
3. 非指定倾倒区作业：倾废船在不是许可证指定的倾倒区就近进行倾废作业；
4. 未进入倾倒区作业：倾废船在非倾倒区海域进行倾废作业。
目前，监管部门在倾废船上统一安装了倾废记录仪，可以监测船的速度及泥门开关状态（泥门开倾倒，泥门关不倾倒），需要逐个调用倾废记录仪数据才能发现无证作业或过期作业的违规行为，不仅费时费力，而且也无法监测到非指定倾倒区作业及未进入倾倒区作业的违规行为。船舶AIS航迹数据包括了船舶、时间及经纬度等信息，但是却无法自动识别违规倾废的行为。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种基于船舶AIS航迹数据自动识别违规倾废的方法。
本发明的技术解决方案是：一种基于船舶AIS航迹数据自动识别违规倾废的方法，其特征在于按照如下步骤进行：
步骤1：按时间顺序，取出船舶AIS航迹一段轨迹，记为轨迹TrackList；
步骤2：将轨迹TrackList与工程区及倾倒区做空间关系运算分析，将轨迹TrackList与工程区重叠部分记为工程区qdgcIS，将轨迹TrackList与倾倒区重叠部分记为倾倒区dumpingIS；
步骤3：从数据库中取出船舶对应的工程及倾废许可证信息，记为Projects；
步骤4：从轨迹TrackList的第一个轨迹点开始遍历；
步骤5：判断TrackList中的各个轨迹点是否遍历完毕，是，结束；否则从未遍历的第一个轨迹点开始执行步骤6；
步骤6：判断轨迹点是否在工程区qdgcIS内，是，记录轨迹点所在的工程区为qdgcArea，执行步骤7，否则执行步骤5；
步骤7：判断步骤6的后续轨迹点是否在qdgcArea外，是，执行步骤8，否则执行步骤5；
步骤8：判断步骤7的后续轨迹点是否在倾倒区dumpingIS内，是，记录轨迹点进入的倾倒区为dumpingIS，执行步骤9，否则执行步骤10；
步骤9：生成并记录一个航次，根据Projects判断是否为无证、过期或非指定倾倒区，是，报警并转步骤5；否则直接转步骤5；
步骤10：判断步骤7的后续轨迹点是否在工程区qdgcIS内，是，执行步骤11，否则执行步骤5；
步骤11：调用倾废记录仪数据，判断泥门状态是否开过，是，生成并记录一个航次、报警并转步骤5。
本发明利用一段船舶AIS航迹数据，运算出与工程区、倾倒区的重叠区域，并通过遍历此段航行轨迹的各个轨迹点，结合倾废记录仪数据及倾废许可证信息，自动识别所有违规倾废的行为，及时向监管部门报警。克服了现有技术监管费时费力且无法识别所有违规倾废行为的缺点，可有效减少违规倾废行为，改善海洋生态环境。
具体实施方式
本发明的一种基于船舶AIS航迹数据自动识别违规倾废的方法，由数据库服务器、应用服务器及AIS数据源等构成，应用服务器连续不断的接收外部输入的AIS信息（船舶的航行轨迹）存储到数据库服务器中，船舶对应的工程及倾废许可证信息亦存储到数据库服务器中，按照如下步骤进行：
步骤1：按时间顺序，从数据库中取出船舶AIS航迹一段轨迹，记为轨迹TrackList，所述轨迹长短以能取得最好的经验值为准；
步骤2：利用GIS工具GDAL，将轨迹TrackList与工程区及倾倒区做空间关系运算分析（点是否在面内，折线与面是否相交），将轨迹TrackList与工程区重叠部分记为工程区qdgcIS（包含了工程区信息的列表），将轨迹TrackList与倾倒区重叠部分记为倾倒区dumpingIS（包含了倾倒区信息的列表）；
步骤3：从数据库中取出船舶对应的工程及倾废许可证信息，记为Projects；
步骤4：从轨迹TrackList的第一个轨迹点开始遍历；
步骤5：判断TrackList中的各个轨迹点是否遍历完毕，是，结束；否则从未遍历的第一个轨迹点开始执行步骤6；
步骤6：利用GIS工具GDAL，判断轨迹点是否在工程区qdgcIS内，是，记录轨迹点所在的工程区为qdgcArea，执行步骤7，否则执行步骤5；
步骤7：判断步骤6的后续轨迹点是否在qdgcArea外（出工程区），是，执行步骤8，否则执行步骤5；
步骤8：判断步骤7的后续轨迹点是否在倾倒区dumpingIS内（进入倾倒区），是，记录轨迹点进入的倾倒区为dumpingIS，执行步骤9，否则执行步骤10；
步骤9：生成并记录一个航次，根据Projects判断是否为无证、过期或非指定倾倒区，是，报警（用短信方式通知监管部门）并转步骤5；否则直接转步骤5；
步骤10：判断步骤7的后续轨迹点是否在工程区qdgcIS内（返回工程区），是，执行步骤11，否则执行步骤5；
步骤11：调用倾废记录仪（安装在倾废船上）数据，判断泥门状态是否开过，是，说明倾废船在非倾倒区的海域倾废，生成并记录一个航次（未进入倾倒区）、报警（用短信方式通知监管部门）并转步骤5。

Claims (1)

1.一种基于船舶AIS航迹数据自动识别违规倾废的方法，其特征在于按照如下步骤进行：
步骤1：按时间顺序，取出船舶AIS航迹一段轨迹，记为轨迹TrackList；
步骤2：将轨迹TrackList与工程区及倾倒区做空间关系运算分析，将轨迹TrackList与工程区重叠部分记为工程区qdgcIS，将轨迹TrackList与倾倒区重叠部分记为倾倒区dumpingIS；
步骤3：从数据库中取出船舶对应的工程及倾废许可证信息，记为Projects；
步骤4：从轨迹TrackList的第一个轨迹点开始遍历；
步骤5：判断TrackList中的各个轨迹点是否遍历完毕，是，结束；否则从未遍历的第一个轨迹点开始执行步骤6；
步骤6：判断轨迹点是否在工程区qdgcIS内，是，记录轨迹点所在的工程区为qdgcArea，执行步骤7，否则执行步骤5；
步骤7：判断步骤6的后续轨迹点是否在qdgcArea外，是，执行步骤8，否则执行步骤5；
步骤8：判断步骤7的后续轨迹点是否在倾倒区dumpingIS内，是，记录轨迹点进入的倾倒区为dumpingIS，执行步骤9，否则执行步骤10；
步骤9：生成并记录一个航次，根据Projects判断是否为无证、过期或非指定倾倒区，是，报警并转步骤5；否则直接转步骤5；
步骤10：判断步骤7的后续轨迹点是否在工程区qdgcIS内，是，执行步骤11，否则执行步骤5；
步骤11：调用倾废记录仪数据，判断泥门状态是否开过，是，生成并记录一个航次、报警并转步骤5。
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