有冰水域航线通航窗口的提取方法技术

本发明专利技术提供一种有冰水域航线通航窗口的提取方法，包括：获取具有地理坐标的任一年中的全部日海冰密集度图像，并按照日期将日海冰密集度图像进行排序得到年海冰密集度图像集以及日海冰密集度图像对应的序号；根据船舶抗冰能力设置船舶航行的海冰密集度阈值；将年海冰密集度图像集中的像元对应的海冰密集度值与海冰密集度阈值比较确定船舶的通航开始日图像、通航结束日图像，通航开始日图像和通航结束日图像的像元值为满足阈值条件日海冰密集度图像对应的序号；采用遥感图像处理将船舶航线矢量与通航开始日图像、通航结束日图像叠加得到船舶航线矢量位置对应的通航开始日和通航结束日。本发明专利技术保证了船舶航行的安全，提高了船舶航行的工作效率。

Method for extracting navigable window of ice water route

The present invention provides a method of extracting water ice, route navigation window comprises: acquiring with geographical coordinates in any one year all on ice concentration images, and in accordance with the date will be on the sea ice concentration image sequence obtained by ice concentration image set and the number corresponding to the image on the sea ice concentration according to ice; the threshold value of the ship anti icing ability to set the ship; the corresponding pixel ice concentration image on the sea ice concentration and ice density threshold value compared to determine the ship navigation and navigation image start date end date image, image navigation and navigation start date end date of the image pixel values to meet the corresponding threshold conditions on the sea ice the serial number of the intensity image; remote sensing image processing will ship route vector and navigation start date end date, image navigation image overlay ship The starting date of navigation and the end of navigation at the vector position of the ship route. The invention ensures the safety of the sailing of the ship and improves the efficiency of the sailing of the ship.

【技术实现步骤摘要】
有冰水域航线通航窗口的提取方法
本专利技术涉及船舶航线
，尤其涉及一种有冰水域航线通航窗口的提取方法。
技术介绍
世界冰区分布于南北两极附近水域，冰区范围随着季节变化，冬季向低纬度扩大。南半球商船通常挂靠的港口和基本航线一般不受冰区影响。北半球可航水域冬季冰区分布的区域广，对航行和在港作业船舶的安全带来很大的威胁。船舶在有冰水域航行，往往会面临恶劣的气象条件，并受助航设施、搜救与救援以及航行经验等方面的限制，导致无法在有冰水域组织水上交通，影响有冰水域的航线开发和利用，所以保障船舶在有冰水域航行安全对于船舶营运者来说十分重要。
技术实现思路
本专利技术提供了一种有冰水域航线通航窗口的提取方法，解决上述技术问题。本专利技术一种有冰水域航线通航窗口的提取方法，包括：获取具有地理坐标的任一年中的全部日海冰密集度图像，并按照日期将所述日海冰密集度图像进行排序得到年海冰密集度图像集以及所述日海冰密集度图像对应的序号；根据船舶抗冰能力设置船舶航行的海冰密集度阈值；将所述年海冰密集度图像集中的像元对应的海冰密集度值与所述海冰密集度阈值比较确定所述船舶的通航开始日图像、通航结束日图像，所述通航开始日图像和所述通航结束日图像的像元值为满足阈值条件所述日海冰密集度图像对应的序号；采用遥感图像处理将船舶航线矢量与所述通航开始日图像、所述通航结束日图像叠加得到所述船舶航线矢量位置对应的通航开始日和通航结束日。进一步地，所述采用遥感图像处理将船舶航线矢量与所述通航开始日图像、所述通航结束日图像叠加得到所述船舶航线矢量位置对应的通航开始日和通航结束日之后，还包括：将所述航线矢量对应的通航开始日与所述航线矢量对应的通航结束日做差得到所述航线的通航期。进一步地，所述将所述年海冰密集度图像集中的像元对应的海冰密集度值与所述海冰密集度阈值比较确定所述船舶的通航开始日图像、通航结束日图像，包括：按照日期从前至后排序的年海冰密集度图像集中的同一位置处的像元对应的海冰密集度值依次与所述海冰密集度阈值比较；若所述像元对应的海冰密集度数值连续N天小于所述阈值，则确定所述连续N天中第一天为所述像元的通航开始日，并根据所述像元对应的序号确定所述像元的通航开始日，依次遍历整个图像，得到通航开始日图像，所述2<N<10；按照日期从后至前排序的年海冰密集度图像集中的同一位置处的像元对应的海冰密集度值依次与所述海冰密集度阈值比较；若所述像元对应的海冰密集度数值连续N天小于所述阈值，则确定所述连续N天中第一天为所述像元的通航结束日，并根据所述像元对应的序号确定该像元的通航结束日，依次遍历整个图像，得到通航结束日图像。本专利技术结合船舶航线获取的航线通航开始日、航线通航结束日和航线通航期，保证了船舶航行的安全，提高了船舶航行的工作效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术有冰水域航线通航窗口的提取方法流程图；图2a为本专利技术日海冰密集度数据示意图；图2b为本专利技术通航开始日图像；图2c为本专利技术通航结束日图像；图2d为本专利技术航线各处对应通航开始日的数值文件；图2e为本专利技术航线各处对应通航结束日的数值文件；图3为本专利技术根据2013年“永盛轮”北极东北航道航行所经航线提取出的2015年该航线通航窗口示意图；图4为本专利技术的航线通航窗口示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术一种有冰水域航线通航窗口的提取方法流程图，如图1所示，包括：步骤101、获取具有地理坐标的任一年中的全部日海冰密集度图像，并按照日期将所述日海冰密集度图像进行排序得到年海冰密集度图像集以及所述日海冰密集度图像对应的序号；步骤102、根据船舶抗冰能力设置船舶航行的海冰密集度阈值；步骤103、将所述年海冰密集度图像集中的像元对应的海冰密集度值与所述海冰密集度阈值比较确定所述船舶的通航开始日图像、通航结束日图像，所述通航开始日图像和所述通航结束日图像的像元值为满足阈值条件所述日海冰密集度图像对应的序号；步骤104、采用遥感图像处理将船舶航线矢量与所述通航开始日图像、所述通航结束日图像叠加得到所述船舶航线矢量位置对应的通航开始日和通航结束日。进一步地，所述采用遥感图像处理将船舶航线矢量与所述通航开始日图像、所述通航结束日图像叠加得到所述船舶航线矢量位置对应的通航开始日和通航结束日之后，还包括：将所述航线矢量对应的通航开始日与所述航线矢量对应的通航结束日做差得到所述航线的通航期。进一步地，所述将所述年海冰密集度图像集中每日海冰密集度图像对应的像元值与所述海冰密集度阈值比较确定通航开始日与通航结束日，还包括：将所述航线矢量对应的通航开始日与所述航线矢量对应的通航结束日做差得到所述航线的通航期。进一步地，所述将所述年海冰密集度图像集中的像元对应的海冰密集度值与所述海冰密集度阈值比较确定所述船舶的通航开始日图像、通航结束日图像，包括：按照日期从前至后排序的年海冰密集度图像集中的同一位置处的像元对应的海冰密集度值依次与所述海冰密集度阈值比较；若所述像元对应的海冰密集度数值连续N天小于所述阈值，则确定所述连续N天中第一天为所述像元的通航开始日，并根据所述像元对应的序号确定所述像元的通航开始日，依次遍历整个图像，得到通航开始日图像，所述2<N<10；按照日期从后至前排序的年海冰密集度图像集中的同一位置处的像元对应的海冰密集度值依次与所述海冰密集度阈值比较；若所述像元对应的海冰密集度数值连续N天小于所述阈值，则确定所述连续N天中第一天为所述像元的通航结束日，并根据所述像元对应的序号确定该像元的通航结束日，依次遍历整个图像，得到通航结束日图像。具体来说，年海冰密集度图像集中像元对应的海冰密集度值与海冰密集度阈值比较中包括两个循环比较，第一个循环是从时间维度，即排序第一的日海冰密集度图像的左上角的第一个像元开始，然后是排序第二的日海冰密集度图像的左上角的对应像元，直至该年海冰密集度图像集中排序最后的一幅日海冰密集度图像。第二个循环是从空间维度，即日海冰密集度图像中的每一个像元，开始从左上角第一个直至右下角最后一个。下面以德国不来梅大学海冰密集度产品举例说明，应用本专利技术提取“永盛轮”北极东北航道航行所经航线的2015年航线通航窗口。1)获取具有坐标的日海冰密集度数据，根据年进行数据组织，得到年海冰密集度图像集。年海冰密集度数据集中的波段逐日排序，通常有365个波段或366个波段，即该数据集的时间维。提取航线通航窗口时，以年为单位进行数据组织，得到年海冰密集度图像集。如图2a所示，为2015年第一天日海冰密集度数据。在遥感软件中，图中数值表示海冰密集度，数值范围为0-100之间或者NaN本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有冰水域航线通航窗口的提取方法，其特征在于，包括：获取具有地理坐标的任一年中的全部日海冰密集度图像，并按照日期将所述日海冰密集度图像进行排序得到年海冰密集度图像集以及所述日海冰密集度图像对应的序号；根据船舶抗冰能力设置船舶航行的海冰密集度阈值；将所述年海冰密集度图像集中的像元对应的海冰密集度值与所述海冰密集度阈值比较确定所述船舶的通航开始日图像、通航结束日图像，所述通航开始日图像和所述通航结束日图像的像元值为满足阈值条件所述日海冰密集度图像对应的序号；采用遥感图像处理将船舶航线矢量与所述通航开始日图像、所述通航结束日图像叠加得到所述船舶航线矢量位置对应的通航开始日和通航结束日。

【技术特征摘要】
1.一种有冰水域航线通航窗口的提取方法，其特征在于，包括：获取具有地理坐标的任一年中的全部日海冰密集度图像，并按照日期将所述日海冰密集度图像进行排序得到年海冰密集度图像集以及所述日海冰密集度图像对应的序号；根据船舶抗冰能力设置船舶航行的海冰密集度阈值；将所述年海冰密集度图像集中的像元对应的海冰密集度值与所述海冰密集度阈值比较确定所述船舶的通航开始日图像、通航结束日图像，所述通航开始日图像和所述通航结束日图像的像元值为满足阈值条件所述日海冰密集度图像对应的序号；采用遥感图像处理将船舶航线矢量与所述通航开始日图像、所述通航结束日图像叠加得到所述船舶航线矢量位置对应的通航开始日和通航结束日。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用遥感图像处理将船舶航线矢量与所述通航开始日图像、所述通航结束日图像叠加得到所述船舶航线矢量位置对应的通航开始日和通航结束日之后，还包括：将所述航线矢量对应的通航开始日与所述航线矢量对应的通航...

【专利技术属性】
技术研发人员：马龙，李振华，刘星河，王加跃，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21