本发明涉及船舶数据管理领域，尤其涉及一种船舶轨迹点压缩方法。
背景技术：
1、随着全球航运业的迅速发展和海事安全需求的不断提高，船舶轨迹数据的采集与分析变得越来越重要。通过对船舶轨迹的监控，可以实现对船舶位置、航行状态及航行路线的实时监控，提高海上交通管理和航运安全。然而，船舶在航行过程中会产生大量的轨迹数据，这些数据量庞大，给数据存储、传输和处理带来了巨大挑战。因为船舶移动有一定的规律性，所以船舶产生的轨迹点有很高的冗余性，因此需要进行数据压缩处理，以减少数据量庞大造成的数据存储、传输和处理的压力。目前，现有的船舶轨迹数据压缩方式存在以下问题：1.利用航向角变化、航速变化来进行压缩处理，对于速度和航向角缓慢变化的压缩效果不太理想；2.运用聚类、特征识别方法处理，压缩结果不够灵活可控；3.需要轨迹点的时间序列。为了应对上述问题，亟需一种高效的船舶轨迹点压缩技术，通过对轨迹数据进行有效压缩，减少数据量，提高存储和传输效率，并且保证轨迹信息完整性。
技术实现思路
1、本发明解决现有技术压缩效果不佳、压缩结果不够灵活可控、待压缩的船舶轨迹点需要时间序列的问题，提出一种船舶轨迹点压缩方法，方法简单易行，具有压缩效果好，能够灵活控制压缩结果，并且无需时间序列。本发明是通过以下技术方案实现的：
2、本发明提出一种船舶轨迹点压缩方法，包括以下步骤：
3、一种船舶轨迹点压缩方法，所述方法包括以下步骤：
4、s1、根据原始轨迹点的先后顺序，遍历所有的原始轨迹点，判断前后两点的经纬度是否完全一致，如果一致，则合并为一点，得到去重后的轨迹点；
5、s2、对所述去重后的轨迹点进行间隔取点稀疏化处理，得到的轨迹点为稀疏点；
6、s3、对所述稀疏点进行增加密度处理，使增加密度后的稀疏点包括稀疏化处理后丢失的关键转向点；
7、s4、得到的所述增加密度后的稀疏点，即为最终的压缩轨迹点。
8、s2步骤中，所述对所述去重后的轨迹点进行间隔取点稀疏化处理，包括等个数取点法：取所述去重后的轨迹点的首尾两个端点作为稀疏点，以及从首个所述去重后的轨迹点开始，每隔n个所述去重后的轨迹点取一个点作为稀疏点，n为大于1的整数。
9、s2步骤中，所述对所述去重后的轨迹点进行间隔取点稀疏化处理，包括等距离取点法：取所述去重后的轨迹点的首尾两个端点作为稀疏点，以及从首个所述去重后的轨迹点开始，每隔d海里一个点作为稀疏点，d为大于0的数。
10、s3步骤中，所述对所述稀疏点进行增加密度处理，使增加密度后的稀疏点包括稀疏化处理后丢失的关键转向点，包括：
11、s31，采用中点快速加密法对所述稀疏点进行增加密度处理：
12、s311：在每两个相邻的稀疏点之间取一个中点，所述中点为所述原始轨迹点；
13、s312：确定所述中点相对于两个相邻的稀疏点的距离及夹角；
14、s313：如果所述中点相对于两个相邻的稀疏点的距离满足第一距离阈值并且所述夹角满足第一角度阈值，则将所述中点确定为第一加密点，遍历所有稀疏点完成一个循环；
15、s314：一个循环执行完成后，将所述第一加密点增加为稀疏点；
16、s315：判断当前循环是否满足第一预设结束条件；
17、s316：如果所述当前循环不满足所述第一预设结束条件，则跳转到s311；如果所述当前循环满足所述第一预设结束条件，则结束。
18、s315步骤中，所述判断当前循环是否满足第一预设结束条件，包括：判断当前循环次数是否达到预设次数。
19、s316步骤中，所述如果所述当前循环不满足所述第一预设结束条件，则跳转到s311；如果所述当前循环满足所述第一预设结束条件，则结束，包括：如果所述当前循环次数未达到所述预设次数，则跳转到s311；如果所述当前循环次数达到所述预设次数，则结束。
20、s315步骤中，所述判断当前循环是否满足第一预设结束条件，包括：判断当前循环是否存在新增加的稀疏点。
21、s316步骤中，所述如果所述当前循环不满足所述第一预设结束条件，则跳转到s311；如果所述当前循环满足所述第一预设结束条件，则结束，包括：如果所述当前循环存在新增加的稀疏点，则跳转到s311；如果所述当前循环不存在新增加的稀疏点，则结束。
22、s3步骤中，所述对所述稀疏点进行增加密度处理，使增加密度后的稀疏点包括稀疏化处理后丢失的关键转向点，还包括：s32，采用最大偏离点加密法对所述稀疏点进行增加密度处理：
23、s321：在每两个相邻的稀疏点之间的原始轨迹点中查找偏离量最大的点，
24、所述偏离量最大的点与相邻两个稀疏点连线的垂直距离为偏离量；
25、s322:确定所述偏离量最大的点相对于两个相邻的稀疏点的距离及夹角；
26、s323：如果所述偏离量最大的点的所述距离满足第二距离阈值并且所述夹角满足第二角度阈值，则所述偏离量最大的点为第二加密点，遍历所有的稀疏点完成一个循环；
27、s324：一个循环执行完成后，将所述第二加密点增加为稀疏点；
28、s325：判断当前循环是否满足第二预设结束条件；
29、s326：如果所述当前循环不满足所述第二预设结束条件，则跳转到s321；如果所述当前循环满足所述第二预设结束条件，则结束。
30、s325步骤中，所述判断当前循环是否满足第二预设结束条件，包括：判断当前循环次数是否达到预设次数。
31、s326步骤中，所述如果所述当前循环不满足所述第二预设结束条件，则跳转到s321；如果所述当前循环满足所述第二预设结束条件，则结束，包括：如果所述循环次数未达到所述预设次数，则跳转到s321；如果所述当前循环次数达到所述预设次数，则结束。
32、s325步骤中，所述判断当前循环是否满足第二预设结束条件，包括：判断当前循环是否存在新增加的稀疏点。
33、s326步骤中，所述如果所述当前循环不满足所述第二预设结束条件，则跳转到s321；如果所述当前循环满足所述第二预设结束条件，则结束，包括：如果所述当前循环存在新增加的稀疏点，则跳转到s321；如果所述当前循环不存在新增加的稀疏点，则结束。
34、本发明的有益效果是：
35、本发明首先采用合并经纬度相同的相邻原始轨迹点的方式删除冗余轨迹点；然后，对所述去重后的轨迹点进行间隔取点稀疏化处理，得到的轨迹点为稀疏点；之后，再对所述稀疏点进行增加密度处理，使增加密度后的稀疏点包括稀疏化处理后丢失的关键转向点；最后得到的所述增加密度后的稀疏点，即为最终的压缩轨迹点。本发明基于经纬度进行去重、间隔取点稀疏化处理、增加密度处理等简单易行的操作，能够保留轨迹点关键转向点的同时尽可能的减少轨迹点的数量，从而实现较好的压缩效果，间隔取点可以对间隔大小进行控制，增加密度的方法可以控制如何增加、增加多少，如果增加设置成有阈值参数的形式，可以通过设置不同的阈值参数对加密程度进行调整，所以对压缩结果可以灵活控制，同时整个操作不涉及时间，无需时间序列。本发明尤其适用于航向角变化、航速变化缓慢的情形，压缩效果更好，而船舶在航行过程中，速度和航向角缓慢变化的航程为多，因此本发明方法具有良好的应用价值。
36、本发明可以采用等个数取点法或者等距离取点法，进行稀疏化处理，简单易行，这样，本发明提供的方案不仅减少了轨迹点的数量，而且很好地保留轨迹的主要特征和形状，从而在减少轨迹点的数量的同时，仍然能够反映轨迹点的关键信息。
37、本发明可以采用中点快速加密法对所述稀疏点进行增加密度处理，简单高效，通过控制第一预设结束条件，能够灵活控制压缩结果。这样，本发明提供的方案通过增加密度处理，可以更准确的恢复和表示轨迹的真实路径，特别是在间隔取点可能丢失细节的情况下。
38、进一步的，本发明在采用中点快速加密法对所述稀疏点进行增加密度处理后，再采用最大偏离点加密法对所述稀疏点再次进行增加密度处理。最大偏离点加密法相对于中点快速加密法方法速度慢，但对局部轨迹的转向识别更好，通过控制第二预设结束条件，能够灵活的控制压缩后轨迹点的符合程度，这样，本发明提供的方案可以进一步完善轨迹的真实路径，特别是在中点快速加密后可能仍然丢失局部轨迹转向较大的点的情况下。
1.一种船舶轨迹点压缩方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种船舶轨迹点压缩方法，其特征在于，s2所述对所述去重后的轨迹点进行间隔取点稀疏化处理，包括等个数取点法：取所述去重后的轨迹点的首尾两个端点作为稀疏点，以及从首个所述去重后的轨迹点开始，每隔n个所述去重后的轨迹点取一个点作为稀疏点，n为大于1的整数。
3.根据权利要求1所述的一种船舶轨迹点压缩方法，其特征在于，s2所述对所述去重后的轨迹点进行间隔取点稀疏化处理，包括等距离取点法：取所述去重后的轨迹点的首尾两个端点作为稀疏点，以及从首个所述去重后的轨迹点开始，每隔d海里一个点作为稀疏点，d为大于0的数。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种船舶轨迹点压缩方法，其特征在于，s3所述对所述稀疏点进行增加密度处理，使增加密度后的稀疏点包括稀疏化处理后丢失的关键转向点，包括：
5.根据权利要求4所述的一种船舶轨迹点压缩方法，其特征在于，s315所述判断当前循环是否满足第一预设结束条件，包括：判断当前循环次数是否达到预设次数。
6.根据权利要求5所述的一种船舶轨迹点压缩方法，其特征在于，s316所述如果所述当前循环不满足所述第一预设结束条件，则跳转到s311；如果所述当前循环满足所述第一预设结束条件，则结束，包括：如果所述当前循环次数未达到所述预设次数，则跳转到s311；如果所述当前循环次数达到所述预设次数，则结束。
7.根据权利要求4所述的一种船舶轨迹点压缩方法，其特征在于，s315所述判断当前循环是否满足第一预设结束条件，包括：判断当前循环是否存在新增加的稀疏点。
8.根据权利要求7所述的一种船舶轨迹点压缩方法，其特征在于，s316所述如果所述当前循环不满足所述第一预设结束条件，则跳转到s311；如果所述当前循环满足所述第一预设结束条件，则结束，包括：如果所述当前循环存在新增加的稀疏点，则跳转到s311；如果所述当前循环不存在新增加的稀疏点，则结束。
9.根据权利要求4所述的一种船舶轨迹点压缩方法，其特征在于，s3所述对所述稀疏点进行增加密度处理，使增加密度后的稀疏点包括稀疏化处理后丢失的关键转向点，还包括：s32，采用最大偏离点加密法对所述稀疏点进行增加密度处理：
10.根据权利要求9所述的一种船舶轨迹点压缩方法，其特征在于，s325所述判断当前循环是否满足第二预设结束条件，包括：判断当前循环次数是否达到预设次数。
11.根据权利要求10所述的一种船舶轨迹点压缩方法，其特征在于，s326所述如果所述当前循环不满足所述第二预设结束条件，则跳转到s321；如果所述当前循环满足所述第二预设结束条件，则结束，包括：如果所述当前循环次数未达到所述预设次数，则跳转到s321；如果所述当前循环次数达到所述预设次数，则结束。
12.根据权利要求9所述的一种船舶轨迹点压缩方法，其特征在于，s325所述判断当前循环是否满足第二预设结束条件，包括：判断当前循环是否存在新增加的稀疏点。
13.根据权利要求12所述的一种船舶轨迹点压缩方法，其特征在于，s326所述如果所述当前循环不满足所述第二预设结束条件，则跳转到s321；如果所述当前循环满足所述第二预设结束条件，则结束，包括：如果所述当前循环存在新增加的稀疏点，则跳转到s321；如果所述当前循环不存在新增加的稀疏点，则结束。
