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船舶AIS数据采集与航迹分析教程

共计 30 章节
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01
课程导入与AIS系统概览
学习目标 · AIS在船舶监控中的作用 · 课程整体框架与实战项目介绍
AIS课程导入
02
AIS通信协议与报文结构解析
NMEA 0183语句格式 · AIS报文类型（1/2/3/5/18… · 字段含义与编码规则
AIS通信协议
03
AIS数据采集硬件与接口配置
船载AIS设备接口 · 串口通信参数 · 网络转发配置
AIS数据采集硬件
04
AIS数据采集软件环境搭建
Python开发环境 · 串口通信库（pyserial） · 网络套接字编程
AIS数据采集软件环境…
05
实时AIS数据接收与解析实战
编写脚本监听串口/TCP端口 · 解析NMEA语句 · 提取MMSI
AIS实时
06
AIS数据质量与异常处理
常见数据错误（乱码 · 校验失败 · 字段缺失）
AIS数据质量
07
AIS数据存储方案设计与实现
CSV/JSON文件存储 · SQLite数据库建表与插入 · 时序数据库（如InfluxDB）简介…
AIS数据存储方案设计
08
AIS历史数据批量采集与归档
从公开数据源（如MarineTraf… · AISHub）获取样本数据 · 批量导入与存储实战
AIS历史数据批量采集
09
AIS数据预处理与标准化
时间戳统一 · 坐标系统一（WGS84） · MMSI有效性校验
AIS数据预处理
10
船舶航迹构建基础
从离散AIS点生成航迹序列 · 按MMSI分组 · 时间排序
船舶航迹构建基础AIS
11
航迹数据可视化入门
Matplotlib绘制静态航迹图 · 坐标投影（经纬度转平面） · 基础地图叠加（使用Cartopy或F…
航迹数据可视化入…Matplotlib
12
交互式航迹可视化实战
使用Plotly或Folium构建可… · 可悬停查看船舶信息的交互地图
交互式航迹可视化…Plotly
13
航速与航向分析
计算瞬时航速航向 · 统计分布 · 异常速度检测（如瞬移点）
航速航向分析
14
航迹平滑与滤波处理
移动平均 · 卡尔曼滤波在AIS航迹去噪中的应用 · 平滑前后对比实战
航迹平滑滤波处理
15
船舶停留与机动识别
基于速度阈值和空间密度的停留点检测（… · 锚泊与靠泊状态识别实战
船舶停留机动识别
16
航迹分段与航次划分
基于停留点与时间间隔的航次分割算法 · 航次统计（航时 · 航程）实战
航迹分段航次划分
17
船舶轨迹相似性度量
常用距离度量（欧氏距离 · DTW · Hausdorff）
船舶轨迹相似性度…常用距离度量
18
船舶行为模式挖掘
频繁轨迹模式提取（如PrefixSp… · 典型航线聚类（K-means · DBSCAN）
船舶行为模式挖掘PrefixSp
19
AIS数据与地理信息融合
电子海图（S-57/S-101）简介 · 航道与锚地地理围栏构建 · 船舶进入/离开区域检测实战
AIS数据
20
船舶碰撞风险分析基础
基于AIS的最近会遇距离（DCPA）… · 风险等级划分实战
船舶碰撞风险分析…AIS
21
船舶交通流统计分析
交通密度 · 航速分布 · 船舶类型分布
船舶交通流统计分…交通密度
22
AIS数据中的隐私与安全
MMSI伪造与欺骗识别 · 数据脱敏方法 · AIS数据共享伦理与法规
AIS数据
23
AIS数据采集系统性能优化
多线程/异步IO处理高并发数据流 · 缓冲区管理 · 丢包与延迟处理实战
AIS数据采集系统性能…
24
航迹分析结果的可视化报告
使用Jupyter Notebook… · 图表导出与分享实战
航迹分析结果的可…Jupyter
25
实战项目一
港口船舶交通流监控系统 · 交通流统计与异常报警的完整实现
实战项目一港口船舶交通流监…
26
实战项目二
船舶航迹异常检测与预警 · 实时检测偏航 · 超速
实战项目二船舶航迹异常检测
27
实战项目三
基于AIS的船舶到达时间预测 · LSTM）预测目的港到达时间
实战项目三AIS
28
AIS数据分析中的机器学习入门
特征工程（航速 · 航向 · 距离等）
AIS数据分析
29
课程综合实战
端到端AIS航迹分析管道：整合采集 · 清洗 · 存储
课程综合实战AIS
30
课程总结与进阶方向
核心知识点回顾 · 常见问题解答 · AIS数据分析的进阶学习资源与前沿趋…
课程总结进阶方向