專利名稱：實現(xiàn)電子海圖船只過濾顯示的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海上導航與監(jiān)控的信息化管理技術(shù)，特別涉及電子海圖顯示與信息系統(tǒng)中實
現(xiàn)電子海圖船只過濾顯示的方法。 l背紫拔求
電子海圖顯示與信息系統(tǒng)是一種新興且實用的高效準確的海上導航與監(jiān)控的信息化管 理技術(shù)，該技術(shù)的應用提高了船只監(jiān)控定位的實時性與準確型，同時也提高了監(jiān)控的精度， 為船只的安全性提供了保證，也為管理帶來了方便，在全球都得到了大范圍的推廣與應用。
海圖顯示船只的原理船只在海上航行，通過船載AIS (船舶自動識別系統(tǒng))設備向基 站發(fā)送消息，報告船只當前的動態(tài)與靜態(tài)信息。同時與其它船只取得信息交互。最終這些消 息通過專用網(wǎng)絡被傳回到數(shù)據(jù)中心的服務器中，數(shù)據(jù)中心就是目前用來存儲AIS消息的數(shù)據(jù)庫。
電子海圖顯示與信息系統(tǒng)對船只的顯示過程就是從數(shù)據(jù)中心讀取數(shù)據(jù)并解釋數(shù)據(jù)的過
程。首先，應用程序發(fā)出指令給數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫收到指令，從數(shù)據(jù)庫存儲的全部AIS消息中 將所有的最新記錄査詢出來，這些數(shù)據(jù)始終能反應船只的最新狀態(tài)。數(shù)據(jù)被査詢出來后被返 回到應用程序，程序接收數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)分別解析，得到船只編號(船只AIS設備識別符)、航 速、航向、經(jīng)度、緯度、轉(zhuǎn)向率、船只名稱、船只類型、船只尺寸、CLASS A/CLASS B、呼叫 號碼等所有相關(guān)數(shù)據(jù)，之后根據(jù)經(jīng)度、緯度、航向?qū)⒋焕L制在顯示終端。繪制完畢之后會 再次發(fā)出指令，到數(shù)據(jù)庫中査詢最新的數(shù)據(jù)記錄，重復以上繪制過程，這樣，船只便動態(tài)的 在顯示終端描繪出來。
采用這樣的存儲査詢機制在船只數(shù)據(jù)量過大時就會暴露出一個很大的弊端若數(shù)據(jù)庫中 存在上萬條船只記錄甚至幾十萬條船只記錄，電子海圖系統(tǒng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)將所有船只全部顯 示在電子海圖上，便會造成視覺的混亂與管理的不方便，導致根本無法從上萬條船只中找到 要管理的船只。這將成為高效管理的最大障礙。于是一個重要的問題便隨之產(chǎn)生了如何根 據(jù)用戶的要求從大批量的船只中快速且準確的定位到某條船只或者定位到某些特定船只，并 將這些船只單獨顯示在電子海圖上成了一個亟待解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種解決方案，以求有效且高質(zhì)量的 解決了以上的難題，使得船只的顯示可以受控于用戶的需要，對船只分組分類進行顯示，并 可以根據(jù)條件決定船只的顯示。解決問題的關(guān)鍵是，從大批量船只數(shù)據(jù)中精確過濾出特定船 只，并對這部分船只進行實時顯示與跟蹤。
本發(fā)明是通過這樣的技術(shù)方案實現(xiàn)的 一種實現(xiàn)電子海圖船只過濾顯示的方法，通過計 算機網(wǎng)絡系統(tǒng)輔助實現(xiàn)，所述計算機用網(wǎng)絡系統(tǒng)主要由客戶端/服務器/數(shù)據(jù)庫模式(C/S/D) 網(wǎng)絡構(gòu)成，客戶端計算機中預裝電子海圖顯示應用軟件，電子海圖顯示應用軟件從數(shù)據(jù)中心 服務器數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)并解釋數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)中心服務器數(shù)據(jù)庫的消息數(shù)據(jù)存儲方式采用四 張數(shù)據(jù)表配合存儲即數(shù)據(jù)分開存儲和對消息數(shù)據(jù)的讀取采用了過濾讀取的方式，只讀取符合 特定條件的船只信息，最后利用應用程序?qū)ψx取的船只信息進行第二次過濾，在繪制船只時 進行船只分類繪制，所述方法步驟如下
步驟l:建立消息數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中的存儲機制，編制以數(shù)據(jù)表模式程序分類存儲的數(shù)據(jù) 庫存儲模塊；
所述數(shù)k表模式程序包括動態(tài)消息總表(PR—CLASSA—TABLE)程序、實時動態(tài)信息表 (PR—CLASSA—STATE)程序、靜態(tài)信息總表(SPR—CLASSB—TABLE)程序和實時靜態(tài)信息表 (SPR_CLASSA—STATE)程序；
^驟2:操作計算機系統(tǒng)，使數(shù)據(jù)庫從AIS獲取動態(tài)與靜態(tài)信息數(shù)據(jù)；步驟3:操作計算機系統(tǒng)，按消息的種類，將消息數(shù)據(jù)分別被存進數(shù)據(jù)庫；
步驟4:操作計算機系統(tǒng)，利用數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)過濾査詢，過濾條件按照數(shù)據(jù)表中的屬性 值選定，進行過濾，所述屬性值包括表中的船載設備識別碼，船只名稱，船只類型，船速大 小，超時時間，船只類別；
步驟5:操作應用程序，根據(jù)需要對數(shù)據(jù)進行二次過濾，二次過濾條件按照數(shù)據(jù)表中的 屬性值選定，或按照用戶自定義的附加屬性值選定在數(shù)據(jù)庫過濾的基礎上進行再次篩選， 所述附加屬性值包括，所屬船隊，所屬公司，相距某距離船只，某區(qū)域船只，預警船只；
步驟6;操作應用程序，按照篩選條件以不同顏色繪制不同分類的船只；
步驟7:操作應用程序，顯示器顯示船只。
本發(fā)明的優(yōu)點是通過以上的發(fā)明設計，除了極大的提高了信息存儲與査詢的速度外， 最重要的是實現(xiàn)了對大批量船只的分類分組管理與監(jiān)控，以及動態(tài)的查看船只的功能，提高 了電子海圖顯示與信息系統(tǒng)的價值與作用。


圖l是本方法的流程圖，并作為摘要附圖； 圖2是消息存儲流程圖； 圖3是數(shù)據(jù)庫過濾查詢流程圖； 圖4是應用査詢對數(shù)據(jù)二次過濾并繪制流程圖； 圖5是數(shù)據(jù)表屏幕菜單圖。
具體實施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā) 明進行進一步詳細說明，應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用 于限定本發(fā)明。
首先，對數(shù)據(jù)中心的消息數(shù)據(jù)存儲機制重新設計，釆用四張數(shù)據(jù)表配合存儲的方式，對 消息數(shù)據(jù)分開存儲，提高了存儲效率與讀取效率；然后，對消息數(shù)據(jù)的讀取采用了過濾讀取 的方式，只讀取符合特定條件的船只信息，不符合條件的船只信息將不被取出，減少了船只 的顯示數(shù)量。最后，利用應用程序?qū)ψx取的船只信息進行第二次過濾，在繪制船只時進行船 只分類繪制。
圖1是對數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)庫過濾查詢、應用查詢二次過濾的步驟進行了流程描述的流程圖。
消息數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中的存儲機制數(shù)據(jù)庫中存儲了通過解析AIS消息得到的能夠反應 船只的實時動態(tài)信息和靜態(tài)信息的數(shù)據(jù)實時動態(tài)信息包括船只的當前船只的AIS設備識別 號，經(jīng)度，緯度，航向，航速，吃水深度，載貨重量等；靜態(tài)信息包括船只的AIS設備識別 號，船只名稱，船只尺寸，船只類型等。每條船都有一個唯一的AIS設備識別號，彼此都不 相同，通過這個號碼可以唯一的識別出一條船，每條消息就是靠這個號碼來區(qū)別出是否屬于 同一條船。每條消息都另有一個消息種類號碼，這個號碼能表示出該消息是第幾類消息。動 態(tài)消息和靜態(tài)消息就是靠這個消息種類號碼來區(qū)分的。這樣通過船只的AIS設備識別號和消 息中的消息種類號碼，便能夠區(qū)分出一條船是屬于第幾類消息。比如有一條消息的消息種類 號碼是5, AIS設備識別號是412437000，通過這兩個號碼就可以判斷出412437000這條船發(fā) 送了一條靜態(tài)消息。其中消息種類號碼5表示靜態(tài)消息。
這些消息按消息的種類，分別被存進數(shù)據(jù)庫，并隨著AIS消息解析到新數(shù)據(jù)而實時更新， 這樣就保證了船只最新狀態(tài)和歷史狀態(tài)始終都能被反應在數(shù)據(jù)庫中。
如圖5所示，當前的數(shù)據(jù)庫存儲模式是采用了四表存儲，所謂四表存儲是指設計四張存 儲表來存儲某條船的所有AIS消息。數(shù)據(jù)表屏幕菜單圖顯示，其中第一張表(PR—CLASSA—TABLE, 表l)是動態(tài)消息總表，存儲了接收到的船只的實時動態(tài)信息的所有記錄。第二張表 (PR—CLASSA—STATE,表2)存儲了實時動態(tài)信息的最新的一條消息，用于反應當前船只的最新 狀^。第三^表(SPR一CLASSB—TABLE,表3)是靜態(tài)信息總表，存儲了接收到的船只的實時靜態(tài)信息的所有記錄。第四張表(SPR—CLASSA—STATE,表4)存儲了實時靜態(tài)信息的最新的一條消 息，用于反應當前船只的最新靜態(tài)信息。第一張表與第二張表是一對，第三張表與第四張表
是—對。
當一條AIS接收到后，通過解析得到消息的種類是船只的最新動態(tài)信息，便將此條信息 添加到第一張表，同時在第二張表中檢索是否存在該條AIS消息所表示的船只記錄，若存在， 就用剛剛接收到的動態(tài)信息更新這條記錄；若沒有，則將這條記錄插入到第二張表。這樣就 保證了第一張表中始終都能存儲所有的動態(tài)消息的歷史記錄，而第二張表則能存儲每條船只 的最新動態(tài)信息。第三張表與第四張表采用同樣的存儲原理。其中存儲的是每條船只的靜態(tài) 信息的歷史記錄和最新記錄。這樣，通過這四張表便能夠查詢到特定一條船的當前最新狀態(tài) 和基本信息。實現(xiàn)對船只的監(jiān)控。
數(shù)據(jù)存儲機制的消息存儲流程如圖2所示。
船只顯示原理流程船只的顯示采用了在數(shù)據(jù)庫中對船只數(shù)據(jù)的過濾査詢與在應用程序 中對船只數(shù)據(jù)的二次過濾的雙重過濾手段來實現(xiàn)。
第一種手段數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)過濾查詢。實現(xiàn)過程流程圖見圖3，
第一步創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫存儲過程，參數(shù)設置為過濾條件，過濾條件可以按照數(shù)據(jù)表中的屬 性值進行過濾(屬性值見圖5),這些條件可以分別是船只的最小航速要求，最大航速要求， 消息發(fā)送時刻距離當前時刻的要求，船舶類型要求，船只類別(CLASS A/CLASS B)要求。
存儲過程根據(jù)設置的這些參數(shù)進行符合條件的數(shù)據(jù)記錄査詢動作，并將符合條件的記錄 返回，而這些條件的組合最為關(guān)鍵，有的時候不需要對航速做限制，有的時候不需要對航向 做出限制等等，這就需要在存儲過程中制定一套簡單的條件抉擇協(xié)議，來使得某個參數(shù)有效
或者無效o
條件抉擇協(xié)議的原理
航速航速設置為始終有效參數(shù)，若需要設置航速限制為大于等于5節(jié)，并且小于等于 50節(jié)，則將最小航速參數(shù)設置為5,最大航速設置為50即可；若對航速沒有限制，只需要將
做小航速設置為O節(jié)，最大航速設置為103節(jié)即可。因為船只發(fā)送AIS消息中，航速最小為 0節(jié)，最大為102.3節(jié)(102.3為無效航速)，0節(jié)到103節(jié)包括了所有的船只。
超時時間消息發(fā)送時刻距離當前時刻成為超時顯示時間限制，若超出類這個時間限制， 則不再查詢，這是對消息發(fā)送時間過濾，可設置超時時間參數(shù)，若只顯示IO分鐘之內(nèi)的消息， 則可將此參數(shù)設置為IO分鐘。存儲過程會根據(jù)這個參數(shù)將10分鐘之前的數(shù)據(jù)過濾掉，只對
IO分鐘之內(nèi)的數(shù)據(jù)進行查詢；若對時間沒有限制，可將此參數(shù)設置為O，存儲過程會根據(jù)此
參數(shù)為0將對所有消息進行過濾。時間參數(shù)的取得是通過應用程序傳遞進來。在應用程序內(nèi) 設置時間限制，格式是"00-00-00-00"的字符串形式。代表含義是"天-時-分-秒"。應用程 序會將此字符串自動轉(zhuǎn)換為一個Long型的數(shù)值傳遞到存儲過程作為時間參數(shù)。
船舶類型船舶類型參數(shù)是代表船舶的種類，比如客船，貨船，油輪，漁船等等，每種 船只對應一個特定且唯一的編號，貨船的編號是70，漁船的編號是30.這樣，若對船舶類型 有限制，只需將此參數(shù)設置為對應的編號即可。若對此無限制，只要將此參數(shù)設置為O即可。 船只類別船只類別參數(shù)是指CLASS A/CLASS B。 CLASS A是大型船只，CLASS B是小 型船只。設置此參數(shù)可以實現(xiàn)對船只類型的過濾，若只關(guān)注CLASS A，則將此參數(shù)設置為l， 若只關(guān)注CLASS B則將此參數(shù)設置為2，若都關(guān)注，則將此參數(shù)設置為O.
存儲過程根據(jù)以上協(xié)議，對各個參數(shù)進行解析并作為查詢條件從數(shù)據(jù)表中査詢出符合條 件的數(shù)據(jù)記錄，然后將記錄返回到上層應用程序，應用程序根據(jù)數(shù)據(jù)便可以實現(xiàn)對船只的多 條件靈活過濾顯示。
第二步調(diào)用存儲過程得到數(shù)據(jù)并保證數(shù)據(jù)的實時準確性
應用程序中調(diào)用該存儲過程的時候，在讀取的過程中，新的數(shù)據(jù)又會插入到數(shù)據(jù)庫中， 這樣數(shù)據(jù)就會被更新，那么存儲過程讀到的數(shù)據(jù)就會變成過時的數(shù)據(jù)狀態(tài)，而不是最新的， 針對這個問題，提出了一個解決方案在內(nèi)存中設立緩沖區(qū)，用來存儲最新的未及時條件的消息，當存儲過程在讀取數(shù)據(jù)過程中，會檢査新的數(shù)據(jù)是否到達，若已經(jīng)有新的數(shù)據(jù)等待更 新到數(shù)據(jù)庫，則存儲過程會從待更新數(shù)據(jù)中讀取最新數(shù)據(jù)，而替代從數(shù)據(jù)表中讀取。這樣就 保證了讀取到的數(shù)據(jù)是最新的。
第二種手段程序?qū)?shù)據(jù)過濾。第二種手段實現(xiàn)過程流程圖見圖4。
程序過濾是一種輔助過濾手段，通過將存儲過程返回的數(shù)據(jù)進行二次過濾，得到更加符 合條件的船只數(shù)據(jù)，達到更加精確詳細的過濾效果，最后將信息以船只的形式在海圖上繪制 并顯示。二次過濾條件可以按照數(shù)據(jù)表中的屬性值進行二次過濾，還可以按照用戶自定義的 附加屬性值在數(shù)據(jù)庫過濾的基礎上進行再次篩選，如所屬船隊，所屬公司，相距某距離船只， 某區(qū)域船只，預警船只等。比如返回來的數(shù)據(jù)記錄集中的船只信息既有CLASS A又有CLASS B，需要將這類船只以不同顏色顯示，就可以用程序加以輔助處理，從數(shù)據(jù)記錄集中取得每條 記錄的船只類別字段的屬性值，若是CLASS A則在繪制船只的時候畫筆顏色設置為綠色，若 是CLASS B則在繪制船只的時候畫筆顏色設置為藍色。
權(quán)利要求
1、一種實現(xiàn)電子海圖船只過濾顯示的方法，通過計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)輔助實現(xiàn)，所述計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)主要由客戶端/服務器/數(shù)據(jù)庫模式網(wǎng)絡構(gòu)成，客戶端計算機中預裝電子海圖顯示應用軟件，電子海圖顯示應用軟件從數(shù)據(jù)中心服務器數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)并解釋數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)中心服務器數(shù)據(jù)庫的消息數(shù)據(jù)存儲方式采用四張數(shù)據(jù)表配合存儲，即數(shù)據(jù)分開存儲和對消息數(shù)據(jù)的讀取采用過濾讀取的方式，過濾讀取為只讀取符合特定條件的船只信息，最后，利用應用程序?qū)ψx取的船只信息進行第二次過濾，在繪制船只時進行船只分類繪制，所述方法步驟如下步驟1建立消息數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中的存儲機制，編制以數(shù)據(jù)表模式程序分類存儲的數(shù)據(jù)庫存儲模塊；所述數(shù)據(jù)表模式程序包括動態(tài)消息總表(PR_CLASSA_TABLE)程序、實時動態(tài)信息表(PR_CLASSA_STATE)程序、靜態(tài)信息總表(SPR_CLASSB_TABLE)程序和實時靜態(tài)信息表(SPR_CLASSA_STATE)程序；步驟2操作計算機系統(tǒng)，使數(shù)據(jù)庫從AIS獲取動態(tài)與靜態(tài)信息數(shù)據(jù)；步驟3操作計算機系統(tǒng)，按消息的種類，將消息數(shù)據(jù)分別被存進數(shù)據(jù)庫；步驟4操作計算機系統(tǒng)，利用數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)過濾查詢，過濾條件按照數(shù)據(jù)表中的屬性值選定，進行過濾，所述屬性值包括表中的船載設備識別碼，船只名稱，船只類型，船速大小，超時時間，船只類別；步驟5操作應用程序，根據(jù)需要對數(shù)據(jù)進行二次過濾，二次過濾條件按照數(shù)據(jù)表中的屬性值選定，或按照用戶自定義的附加屬性值選定；在數(shù)據(jù)庫過濾的基礎上進行再次篩選，所述附加屬性值包括，所屬船隊，所屬公司，相距某距離船只，某區(qū)域船只，預警船只；步驟6操作應用程序，按照篩選條件以不同顏色繪制不同分類的船只；步驟7操作應用程序，顯示器顯示船只。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)電子海圖船只過濾顯示的方法，該方法通過計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)輔助實現(xiàn)，計算機用網(wǎng)絡系統(tǒng)主要由客戶端/服務器/數(shù)據(jù)庫模式網(wǎng)絡構(gòu)成，客戶端計算機中預裝電子海圖顯示應用軟件，電子海圖顯示應用軟件從數(shù)據(jù)中心服務器數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)并解釋數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中心服務器數(shù)據(jù)庫的消息數(shù)據(jù)存儲方式采用四張數(shù)據(jù)表配合存儲即數(shù)據(jù)分開存儲和對消息數(shù)據(jù)的讀取采用了過濾讀取的方式，只讀取符合特定條件的船只信息，最后，利用應用程序?qū)ψx取的船只信息進行第二次過濾，該方法極大的提高了信息存儲與查詢的速度，最重要的是實現(xiàn)了對大批量船只的分類分組管理與監(jiān)控，以及動態(tài)的查看船只的功能，提高了電子海圖顯示與信息系統(tǒng)的價值與作用。
文檔編號G01C21/00GK101644576SQ20091006884
公開日2010年2月10日 申請日期2009年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者孔令輝, 李廣濤, 熊平民, 肖文雄, 寧 郭, 陳維琨 申請人:天津七一二通信廣播有限公司