[发明专利]基于AIS的船舶航行过程气象海况数据融合处理系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于AIS的船舶航行过程气象海况数据融合处理系统及方法，该方法通过在船舶历史轨迹回放中，叠加气象海况数据，使得回访过程中随时掌握船舶航线上的气象海况情况，为分析气象海况在船舶航向行为、船舶遇险原因分析等提供参考依据。在船舶航线规划中，叠加之前72小时气象海况预报数据及未来14天气象海况预测数据，使得在绘制航线时随时掌握规划的航线上未来可能面临的气象海况情况，进而提前规避极端天气对航行可能带来的影响，从而保证航行安全。

技术领域

本发明涉及海洋数据技术领域，尤其涉及一种基于AIS的船舶航行过程气象海况数据融合处理系统及方法。

背景技术

船舶历史轨迹是一种还原船舶航行过程的方法，但轨迹信息中仅包含航速、航向、船艏向、吃水等属性，无法还原航行过程中的海洋气象情况。而轨迹信息中的海洋气象情况也对船舶航行的安全路线设计也会有很大的影响，因此，在还原船舶历时轨迹过程中还原船舶历时航行过程中的海洋气象情况是必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于AIS的船舶航行过程气象海况数据融合处理方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于AIS的船舶航行过程气象海况数据融合处理系统，包括气象海况数据接收模块、气象海况数据解析模块、气象预报模块、船舶路线可视化模块以及数据库，

所述气象海况数据接收模块用于接收每个航海路线上的所有气象海况数据，并将接收到的所有气象海况数据传输给所述气象海况数据解析模块；

所述气象海况数据解析模块将接收到的气象海况数据通过网格格式转换方法转换为经纬度形成的网格，以网格坐标和时间为检索索引，写入所述数据库；

所述气象预报模块预报待查询路线未来气象情况；

所述船舶路线可视化模块首先通过查询船舶航海路线，将获取到的航海路线中每个船舶位置的经纬度气象海况数据中对应的网格坐标，结合定位时间形成索引，检索数据库中的气象海况数据；结合所述气象预报模块给出的气象预报数据，通过可视化方法展示规划路线的气象海况。

优选的，所述气象海况接收模块接收的所有气象海况数据包括航海路线上每个船舶位置的平均海平面压力、风U/V、海平面气温、地面或会表面能见度、地面或水面总降水量、耦合浪高和风浪高，每天更新四次数据，时间分别为0， 6，12，18，每次均预报未来72小时的气象情况；

获取的数据文件以nc文件为存储格式，NetCDF(network Common Data Form) 网络通用数据格式是一种面向数组型并适于网络共享的数据的描述和编码标准。目前，NetCDF广泛应用于大气科学、水文、海洋学、环境模拟、地球物理等诸多领域。用户可以借助多种方式方便地管理和操作NetCDF数据集。

从数学上来说，netcdf存储的数据是一个多自变量的单值函数。其中自变量在nc中被称为维(dimension)或坐标轴(axis)，函数值(value)被称为变量(variables)，一个Netcdf文件的结构包括以下对象：变量(Variables)：变量对应着真实的物理数据；维(dimension)：一个维对应着函数中的某个自变量，或者说函数图象中的一个坐标轴，在线性代数中就是一个N维向量的一个分量；属性(Attribute)：属性对变量值和维的具体物理含义的注释或者说解释。更优选的，气象数据中的维由预报时间time、经度longitude和纬度latitude组成，time表示预报的时间，是自2000-2-1 00:00:00:00以来的小时数；latitude 为90至-90范围的纬度，longitude为0至360范围的经度，每个经纬度的间隔为0.25度。

优选的，所述气象海况数据解析模块通过网格格式转换方法转换为经纬度形成的网格，以网格坐标和时间为检索索引，写入所述数据库具体包括：