船載船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（Automatic Identification System,AIS）數(shù)據(jù)屬于典型的時(shí)空數(shù)據(jù),其所包含的船舶空間、時(shí)間和其他維度屬性數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含著大量潛在特征。對(duì)海量的AIS數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合聚類分析,利用時(shí)空數(shù)據(jù)間的隱含關(guān)系分析并提取出海上交通特征。對(duì)研究的數(shù)據(jù)集進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗;提取有用的船載AIS數(shù)據(jù),對(duì)時(shí)間、空間和其他屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行切片化標(biāo)記;選擇目標(biāo)屬性數(shù)據(jù)形成原始矩陣;對(duì)原始矩陣進(jìn)行稀疏約束下的非負(fù)矩陣分解,獲得時(shí)空數(shù)據(jù)聯(lián)合聚類的結(jié)果,并結(jié)合實(shí)際進(jìn)行分析。結(jié)果表明:該方法可挖掘出研究水域的船舶行為模式,分析船舶的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,為水上交通安全監(jiān)管和海上安全保障相關(guān)研究提供一種新思路。 

【文章來源】：中國航海. 2020,43(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

非負(fù)矩陣分解示意

經(jīng)度117°35′35″E ～ 118°43′E,緯度38°3′30″N ～ 39°34′30″N。參考交通流走勢(shì),將該區(qū)域劃分為38個(gè)不規(guī)則區(qū)域,劃分詳情見圖2。2) 研究時(shí)間為:

(2) 與聚類數(shù)K和每一類中屬性項(xiàng)數(shù)L的取值有關(guān)。以類簇1和類簇3為例,2個(gè)類代表的區(qū)域見圖4。由圖4可知:類簇1和類簇3組成一段完整的航路,但在聚類表示中,由于選取的每一類中的屬性項(xiàng)數(shù)為4,即每一個(gè)類由最相關(guān)的4個(gè)區(qū)域表達(dá),而該航路經(jīng)過的區(qū)域數(shù)量大于4,實(shí)際是通過類簇1和類簇3這2個(gè)類進(jìn)行表示,因此,在對(duì)聚類結(jié)果上出現(xiàn)區(qū)域的重疊。從聚類的層面看,NMF屬于“軟聚類”算法,1個(gè)元素可屬于多種類型;從實(shí)際意義的角度分析,同一個(gè)區(qū)域中可能有一定比例的、不同運(yùn)動(dòng)模式的船舶航行。因此,在利用時(shí)空數(shù)據(jù)聚類對(duì)船舶與位置屬性的整體關(guān)系進(jìn)行分析時(shí),1個(gè)區(qū)域?qū)儆诙鄠�(gè)類是符合水上交通的實(shí)際情況的;從數(shù)值關(guān)系的層面看,在類簇1和類簇3中,區(qū)域19的船舶占比之和與船舶進(jìn)入該區(qū)域的前段航路(區(qū)域23)占比接近,因此,該航路可看成被“拆分”在2個(gè)類簇中表達(dá),此現(xiàn)象也符合NMF算法“由局部構(gòu)成整體”的特性。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3247470