CN109188464A - 一种基于北斗船位数据的渔船在港和出海时间的分析方法 - Google Patents

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    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications

Abstract

本发明涉及一种基于北斗船位数据的渔船在港和出海时间的分析方法，包括以下步骤：根据渔船的航速提取出渔船处于停泊状态的船位点，筛选出各网点中停泊的船位点数据；把船位点数据转换成矢量文件并投影；将网点中密集的点确定为船的停泊港口点并标注港口，为港口点赋值所在的行政区划；通过港口点与渔船轨迹关系判断船是在港还是出海；提取出出海时间与返港时间，计算出在港和出海时间表。

Description

一种基于北斗船位数据的渔船在港和出海时间的分析方法
技术领域
本发明涉及船位数据挖掘技术领域，特别是涉及一种基于北斗船位数据的渔船在港和出海时间的分析方法。
背景技术
由于近海渔业资源的不断衰退，各国对渔业资源养护越发重视，而渔船的在港和出海时间是对渔业资源进行研究的重要信息。北斗卫星导航系统同时具有定位和信息通信功能，可以为渔船提供文字版的渔政通告、管理法规等各种有价值的服务信息内容。具有双向报文通信和定位功能的船载北斗卫星导航系统能极大地满足渔船安全救助信息系统对船载信息终端的性能需求，符合国家推广北斗系统民用的政策。对于渔船在港与出港时间一般采用船长报告，或港口RFID监测等方式，有些渔船统计不到，有时信息也不及时，利用渔船北斗船位监测数据可以很好的监测渔船在港与出海状态，并计算时间长度，国内至今尚未出现有效利用北斗船位数据进行渔船在港和出海时间的分析方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于北斗船位数据的渔船在港和出海时间的分析方法，能够准确、直观的对渔船的在港和出海时间进行研究。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于北斗船位数据的渔船在港和出海时间的分析方法，包括以下步骤：
(1)根据渔船的航速提取出渔船处于停泊状态的船位点，筛选出各网点中停泊的船位点数据；
(2)把船位点数据转换成矢量文件并投影；
(3)将网点中密集的点确定为船的停泊港口点并标注港口，为港口点赋值所在的行政区划；
(4)通过港口点与渔船轨迹关系判断船是在港还是出海；
(5)提取出出海时间与返港时间，计算出在港和出海时间表。
所述步骤(1)中基于北斗船位数据的时空分辨率确定渔船停泊点速度范围，并以0.4m/s为临界值来划定停泊状态的船位点。
所述步骤(2)具体为：把船位点分布到0.01°×0.01°格网中，生成船位点CSV文件，使用GIS中软件把CSV文件加入到地图中，然后制作生成shp矢量文件，并对shp矢量文件进行投影，其中，CSV文件字段包括经度、纬度和船位点数量。
所述步骤(3)中通过格网统计的船位点图层中船位点的疏密程度来确定港口位置，利用GIS软件加载图层，图层顺序由下向上分别为卫星遥感图、格网统计的船位点图层与标注图层，在标注图层上标注出港口。
所述步骤(4)中将渔船在港状态设置为1，出海状态设置为0，渔船进港的第一个点作为在港状态的开始点，渔船出港前的最后一个点作为在港状态的结束点；渔船出港的第一个点作为出海状态的开始点，渔船进港前的最后一个点作为出海状态的结束点；根据在港与出海的不同状态，分别对渔船船位点赋值不同的状态属性；提取两个在港口的点，时间差大于4小时就认为是一个航次。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明对北斗船位数据进行充分挖掘的基础上找到有效计算和表达捕捞努力量的方法，可以实时、快速、准确的获得渔船在港和出海时间。本发明使用北斗船位数据，能够将船位点状态的判断结果实时、准确、全面地与渔船作业的速度结合，提高了在港和出海时间计算的精确性。
附图说明
图1是实施例中渔船速度阈值图；
图2是实施例中渔船船位点空间分布图；
图3是实施例中渔船的卫星遥感图；
图4是实施例中渔船的在港-出海状态图；
图5是实施例中渔船的在港-出海信息图；
图6是实施例中渔船的在港-出海时间信息图；
图7是实施例中渔船的轨迹图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种基于北斗船位数据的渔船在港和出海时间的分析方法，包括以下步骤：根据渔船的航速提取出渔船处于停泊状态的船位点，其次筛选出各网点中停泊状态的船位点数据，把数据转换成矢量文件并投影，之后将网点中密集的点确定为船的停泊港口点并标注港口，为港口点赋值所在的行政区划，通过港口点与渔船轨迹关系判断船是在港还是出海，然后提取出出海时间与返港时间，最后计算出在港和出海时间表。本发明可以实时、快速、准确的获得渔船在港和出海时间，方法具有普适性，可以应用到沿海各省市的渔船在港和出海时间提取。
下面通过一个具体的实施例对本发明进行进一步的说明。
1.确定渔船停泊点速度范围
我国近海的拖网渔船作业速度为2-6kn(约1.03m/s-3.09m/s)，航行速度8-10kn(约4.12m/s-5.14m/s)；流刺网渔船作业速度为1-2kn(约0.514m/s-1.03m/s)航行速度为8-10kn(约4.12m/s-5.14m/s)；流动张网渔船作业速度在0-8kn(约0m/s-4.12m/s)附近波动，航行速度为9kn(约4.63m/s)。所以，渔船在港停泊或抛锚时航速基本都为0m/s，通过对57艘示范船的渔船作业数据统计，航速为0m/s的船位点占57％。去除航速为0m/s的船位点，绘制船位点数量随航速变化曲线(见图1)。大于0.4m/s的点一般为渔船出海作业或航行。因此选择小于0.4m/s的点作为停泊或抛锚的点。
2.生成CSV文件
统计各网点中船位点的经度和纬度数据，四舍五入保留两位小数，把船位点分布到0.01°×0.01°格网中，统计小于0.4m/s的船位点，在各个格网中的数量，然后到出成CSV文件，CSV文件字段包括经度、纬度、船位点数量。
3.数据导出成矢量文件
使用GIS中软件，把格网统计的船位点CSV文件加入到地图中，然后制作生成shp矢量文件，并对文件进行投影，投影参数(GCS_WGS_1984)如表1。矢量化并投影的格网统计船位点数据，添加到地图中，其空间分布如图2。
名称 参数 参数值
WKID号 WKID 4326Authority:EPSG
角度单位 AngularUnit Degree(0.0174532925199433)
本初子午线 PrimeMeridian Greenwich(0.0)
基准面 Datum D_WGS_1984
球体 Spheroid WGS_1984
长半轴 SemimajorAxis 6378137.0
短半轴 SemiminorAxis 6356752.314245179
椭球的逆扁率 InverseFlattening 298.257223563
表1
4.标注港口
GIS软件中加载图层，注意图层顺序，由下向上分别为卫星遥感图(见图3)、格网统计的船位点图层与标注图层。选择在岛屿附近的统计点(选多个有的渔船停的较远)，修改其属性表，添加港口名称、是否港口，港口所属行政区划等字段，标注为港口(有道路，可能补给装卸渔获)，添加港口名称。
5.判断船位点是否在港口中
渔船出海作业过程中，不断在“在港”与“出海”两个状态间变换(见图4和图5)，黑点表示进港，空心黑点表示出港，从1到5经过三次进港，两次出港。
渔船航行过程中由一系列的时间序列点组成渔船的轨迹，在港状态设置为1，出海状态设置为0(如图6)，渔船进港的第一个点作为在港状态的开始点，渔船出港前的最后一个点作为在港状态的结束点；渔船出港的第一个点作为出海状态的开始点，渔船进港前的最后一个点作为出海状态的结束。根据在港与出海的不同状态，分别对渔船船位点赋值不同的状态属性。
编程提取两个在港口的点(速度为0)，时间差大于4小时就认为是一个航次，进港(1)、出港(0)，如图7。
6.数据保存与提取
按照船名进港时间、进港经度、进港纬度、出港时间、出港经度、出港纬度、在港小时数、在港天数，以及出港小时数、出港天数等信息保存到数据，根据船名提取渔船的在港(1)表2与出海(0)表3信息。
表2
表3
不难发现，本发明对北斗船位数据进行充分挖掘的基础上找到有效计算和表达捕捞努力量的方法，可以实时、快速、准确的获得渔船在港和出海时间。本发明使用北斗船位数据，能够将船位点状态的判断结果实时、准确、全面地与渔船作业的速度结合，提高了在港和出海时间计算的精确性。

Claims (5)

1.一种基于北斗船位数据的渔船在港和出海时间的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)根据渔船的航速提取出渔船处于停泊状态的船位点，筛选出各网点中停泊的船位点数据；
(2)把船位点数据转换成矢量文件并投影；
(3)将网点中密集的点确定为船的停泊港口点并标注港口，为港口点赋值所在的行政区划；
(4)通过港口点与渔船轨迹关系判断船是在港还是出海；
(5)提取出出海时间与返港时间，计算出在港和出海时间表。
2.根据权利要求1所述的基于北斗船位数据的渔船在港和出海时间的分析方法，其特征在于，所述步骤(1)中基于北斗船位数据的时空分辨率确定渔船停泊点速度范围，并以0.4m/s为临界值来划定停泊状态的船位点。
3.根据权利要求1所述的基于北斗船位数据的渔船在港和出海时间的分析方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：把船位点分布到0.01°×0.01°格网中，生成船位点CSV文件，使用GIS中软件把CSV文件加入到地图中，然后制作生成shp矢量文件，并对shp矢量文件进行投影，其中，CSV文件字段包括经度、纬度和船位点数量。
4.根据权利要求1所述的基于北斗船位数据的渔船在港和出海时间的分析方法，其特征在于，所述步骤(3)中通过格网统计的船位点图层中船位点的疏密程度来确定港口位置，利用GIS软件加载图层，图层顺序由下向上分别为卫星遥感图、格网统计的船位点图层与标注图层，在标注图层上标注出港口。
5.根据权利要求1所述的基于北斗船位数据的渔船在港和出海时间的分析方法，其特征在于，所述步骤(4)中将渔船在港状态设置为1，出海状态设置为0，渔船进港的第一个点作为在港状态的开始点，渔船出港前的最后一个点作为在港状态的结束点；渔船出港的第一个点作为出海状态的开始点，渔船进港前的最后一个点作为出海状态的结束点；根据在港与出海的不同状态，分别对渔船船位点赋值不同的状态属性；提取两个在港口的点，时间差大于4小时就认为是一个航次。
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