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Python船舶航行数据处理入门

共计 30 章节
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01
课程导入与船舶航行数据认知
船舶航行数据的来源（AIS · GPS · 雷达
课程导入船舶航行数据认知
02
航行数据读取与解析基础
使用Python内置文件操作与csv… · 理解表头 · 数据类型与缺失值表示
航行数据读取解析基础
03
Pandas处理航行表格数据入门
DataFrame的创建与索引 · 列选择与切片 · 数据类型转换
Pandas处理航行表格数据…
04
航行时间序列的索引与重采样
将时间戳设为索引 · 按时间排序 · 处理重复时间戳
航行时间序列的索…重采样
05
船舶位置数据的清洗与异常值处理
识别经纬度越界 · 航速突变 · 航向跳变等异常
船舶位置数据的清…异常值处理
06
航行轨迹的坐标转换与投影
经纬度与平面坐标的转换原理 · 使用pyproj进行WGS84到UT… · 将船舶轨迹转换为局部平面坐标
航行轨迹的坐标转…投影
07
基于航行轨迹的距离与速度计算
使用Haversine公式与投影坐标… · 结合时间差计算瞬时速度 · 与原始航速字段对比验证
基于航行轨迹的距…速度计算
08
船舶航向与转向率分析
从航向角序列计算转向率（ROT） · 识别转向点与直航段 · 使用差分与滑动窗口方法分析航向变化模…
船舶航向转向率分析
09
航行数据可视化入门
使用Matplotlib绘制航速-时… · 航向-时间曲线与经纬度散点轨迹图 · 设置坐标轴
航行数据可视化入…Matplotlib
10
船舶轨迹地图可视化
使用Folium或Plotly在地图… · 添加起点 · 终点与转向点标记
船舶轨迹地图可视…Folium
11
航行数据中的缺失值处理策略
分析航行数据缺失模式（随机缺失 · 连续缺失） · 比较删除
航行数据缺失值处理策略
12
船舶航行数据的去重与航次划分
基于时间间隔与位置变化识别停泊与航行… · 划分航次（voyage） · 去除重复上报点
船舶航行数据的去…航次划分
13
航行数据分组聚合与统计特征提取
使用groupby按航次 · 按小时 · 按航段分组
航行数据分组聚合统计特征提取
14
船舶航行数据的合并与关联
将船舶静态信息（船名 · MMSI · 船型）与动态航行数据按MMSI合并
船舶航行数据的合…关联
15
基于航速与航向的航行行为识别
定义加速 · 减速 · 直航
基于航速航向的航行行为识…
16
船舶航行轨迹的平滑与滤波
使用移动平均 · Savitzky-Golay滤波与卡… · 比较不同方法对噪声的抑制效果与轨迹保…
船舶航行轨迹的平…滤波
17
航行数据中的时间对齐与重采样实战
将不同采样频率的GPS与罗经数据对齐… · 使用merge_asof与插值完成时… · 生成同步后的航行数据表
航行数据时间对齐
18
船舶航行数据的探索性分析（EDA）
计算航速 · 航向 · 转向率的分布特征
EDA船舶航行数据的探…
19
航段划分与分段特征计算
基于转向角与时间间隔划分航段（leg… · 计算每段航向 · 航速
航段划分分段特征计算
20
船舶航行数据的异常检测实战
使用3σ准则 · IQR与孤立森林检测航速与位置异常 · 结合业务规则过滤误报
船舶航行数据的异…使用3σ准则
21
航行轨迹的简化与压缩
使用Douglas-Peucker算… · 在保留轨迹形状的前提下减少数据量 · 评估简化前后的距离误差与压缩率
航行轨迹的简化压缩
22
船舶航行数据的空间索引与邻近查询
使用GeoPandas与空间索引（R… · 统计船舶进出港次数与区域停留时间
船舶航行数据的空…邻近查询
23
航行数据中的会遇与避碰场景提取
基于两船位置与航向计算相对距离与DC… · 识别会遇事件 · 提取会遇场景片段并可视化两船轨迹
航行数据会遇
24
船舶航行数据的批量处理与管道构建
使用函数封装与管道（pipe）将读取 · 清洗 · 特征计算
船舶航行数据的批…管道构建
25
航行数据存储与导出
将清洗后的航行数据导出为CSV · Parquet与SQLite数据库 · 比较存储格式的读写效率
航行数据存储导出
26
船舶航行数据的交互式分析工具
使用Plotly Dash或Stre… · 支持按时间范围 · 航速阈值筛选轨迹并动态展示统计图表
船舶航行数据的交…Plotly
27
航行数据报告自动化生成
使用Jinja2与Matplotli… · 图表与异常事件自动填充到HTML报告… · 生成一份完整的航次分析报告
航行数据报告自动…Jinja2
28
船舶航行数据中的AIS报文解析实战
解析AIS位置报告（消息类型1/2/… · 提取MMSI · 经纬度
AIS船舶航行数据
29
多源航行数据融合入门
将GPS轨迹与AIS数据按时间与位置… · 处理坐标基准与采样差异 · 生成融合后的船舶航行轨迹并评估融合质…
多源航行数据融合…GPS
30
综合实战
船舶航次数据分析项目 · 完成从数据读取 · 清洗
综合实战船舶航次数据分析…