基于星载AIS数据的南极半岛地区人类活动分析
发布时间：2021-08-11 04:34
南极人类活动包括科学考察、渔业捕捞、旅游和探险等。随着活动强度的提升,脆弱的南极生态环境面临挑战。船舶作为主要载体和交通工具,其轨迹和密集度直接反映了南极地区人类活动的范围和强度。本研究利用AIS卫星获取的船舶轨迹数据,对2015年6月—2016年5月南极半岛地区的人类活动进行分析。研究发现,活跃在南极半岛地区的船只约有426艘,其主要类型为货轮、渔船和客轮,船只长度主要分布在50—100 m。船舶活动的季节差异显著,南极旅游和科考集中在11月至次年3月,而渔船全年均保持较高的活动水平。根据船舶轨迹的区域热度分析表明,南极半岛地区最热门的旅游景点是利马尔水道,而科考站船舶活跃度最高的国家为阿根廷,其次为智利,中国排在第7位。
【文章来源】：极地研究. 2019,31(04)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
南大洋海域(60°S以南)的AIS船位分布图.左图为过滤前,右图为过滤后
据统计,在2015年6月—2016年5月,南极半岛地区活跃的船舶共有426艘,其中约70%的船只长度小于100 m,大于150 m的大型船只约29艘(图4a)。值得注意的是,由于船只长度信息由工作人员在船舶AIS设备开启时手动输入,存在空缺情况,默认船长小于50 m,故此结果可能存在低估大型船只比例的情况。此外,按船舶类型进行划分,数量由多到少分别为货船、渔船、客轮(包括游轮和帆船)、游轮和拖轮,而有108艘船的类型信息填写为其他或空缺(图4b)。船舶宽度信息与长度信息类似,最大静态吃水信息严重缺失,因此均不列出。在对船籍国编号信息进行分析时发现,受方便旗制度[20]和各国的税收、管理政策影响,船籍国与实际归属国以及船舶的活动范围并不对应,因此不列入讨论。图4 船舶长度(a)和船舶类型(b)的信息统计
船舶自动识别系统(AIS)是一种船载广播应答系统,船舶能够通过该系统在VHF频段定时、自动地进行播发,使邻近的船舶、岸台能够及时掌握附近水域的交通状况[17]。在AIS报文包含的信息中,包括由GPS获取船位、船速、航向等船舶动态信息,以及由船员输入的船名、呼号、船只类型、船长等静态属性,以及以唯一标识码MMSI为主的船舶标识信息(表1)。由于地球曲率和通信设施的影响,岸基AIS系统仅能覆盖沿海30—50 n mile的海域,难以及时有效地监督远洋船舶的航行动态。而卫星AIS技术的提出就是为了获取远洋船舶的位置信息,掌握船舶航行的实时动态,通过低轨小卫星系统组网的方式,实现船舶的全球监控[18]。目前国内AIS卫星数据主要购买自美国的ORBCOMM公司和加拿大的ExactEarth公司。本研究所用的卫星AIS数据来自ORBCOMM公司,其低轨小卫星系统有接近20颗AIS卫星,平均约8 min更新一次船位信息,可实现船舶的近实时跟踪。虽然自2013年起AIS卫星已基本实现了全球覆盖,但由于卫星配套的地面接收站有限,2015年之前的AIS数据质量较差,数量极少。根据数据服务商提供的AIS卫星轨迹覆盖示意图(图1),AIS卫星在南极半岛区域的覆盖较为完整。因此,本研究选择2015年6月—2016年5月期间南极半岛区域的卫星AIS数据进行研究,共得到AIS点位记录数据30余万条。相应的静态信息5000余条,空缺的船舶静态属性则通过网络爬虫技术从公开的船舶属性数据库进行补全。1.3 数据清洗
【参考文献】：
期刊论文
[1]美国南极科研投入的统计分析及其对我国的启示[J]. 刘涵,张侠. 极地研究. 2017(02)
[2]基于AIS的港口船舶动态统计系统[J]. 张建雄. 中国水运. 2015(02)
[3]基于数据挖掘的海上交通流数据特征分析[J]. 郑滨,陈锦标,夏少生,金永兴. 中国航海. 2009(01)
[4]南极人类活动的环境负效应与管理对策[J]. 王自磐,陈丹红,赵萍,姜梅,龙威. 海洋开发与管理. 2008(07)
[5]AIS船位信息产生误差的原因与对策[J]. 寇连坡. 世界海运. 2006(06)
硕士论文
[1]方便旗制度的法律研究[D]. 孙谊.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：3335464
【文章来源】：极地研究. 2019,31(04)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
南大洋海域(60°S以南)的AIS船位分布图.左图为过滤前,右图为过滤后
据统计,在2015年6月—2016年5月,南极半岛地区活跃的船舶共有426艘,其中约70%的船只长度小于100 m,大于150 m的大型船只约29艘(图4a)。值得注意的是,由于船只长度信息由工作人员在船舶AIS设备开启时手动输入,存在空缺情况,默认船长小于50 m,故此结果可能存在低估大型船只比例的情况。此外,按船舶类型进行划分,数量由多到少分别为货船、渔船、客轮(包括游轮和帆船)、游轮和拖轮,而有108艘船的类型信息填写为其他或空缺(图4b)。船舶宽度信息与长度信息类似,最大静态吃水信息严重缺失,因此均不列出。在对船籍国编号信息进行分析时发现,受方便旗制度[20]和各国的税收、管理政策影响,船籍国与实际归属国以及船舶的活动范围并不对应,因此不列入讨论。图4 船舶长度(a)和船舶类型(b)的信息统计
船舶自动识别系统(AIS)是一种船载广播应答系统,船舶能够通过该系统在VHF频段定时、自动地进行播发,使邻近的船舶、岸台能够及时掌握附近水域的交通状况[17]。在AIS报文包含的信息中,包括由GPS获取船位、船速、航向等船舶动态信息,以及由船员输入的船名、呼号、船只类型、船长等静态属性,以及以唯一标识码MMSI为主的船舶标识信息(表1)。由于地球曲率和通信设施的影响,岸基AIS系统仅能覆盖沿海30—50 n mile的海域,难以及时有效地监督远洋船舶的航行动态。而卫星AIS技术的提出就是为了获取远洋船舶的位置信息,掌握船舶航行的实时动态,通过低轨小卫星系统组网的方式,实现船舶的全球监控[18]。目前国内AIS卫星数据主要购买自美国的ORBCOMM公司和加拿大的ExactEarth公司。本研究所用的卫星AIS数据来自ORBCOMM公司,其低轨小卫星系统有接近20颗AIS卫星,平均约8 min更新一次船位信息,可实现船舶的近实时跟踪。虽然自2013年起AIS卫星已基本实现了全球覆盖,但由于卫星配套的地面接收站有限,2015年之前的AIS数据质量较差,数量极少。根据数据服务商提供的AIS卫星轨迹覆盖示意图(图1),AIS卫星在南极半岛区域的覆盖较为完整。因此,本研究选择2015年6月—2016年5月期间南极半岛区域的卫星AIS数据进行研究,共得到AIS点位记录数据30余万条。相应的静态信息5000余条,空缺的船舶静态属性则通过网络爬虫技术从公开的船舶属性数据库进行补全。1.3 数据清洗
【参考文献】：
期刊论文
[1]美国南极科研投入的统计分析及其对我国的启示[J]. 刘涵,张侠. 极地研究. 2017(02)
[2]基于AIS的港口船舶动态统计系统[J]. 张建雄. 中国水运. 2015(02)
[3]基于数据挖掘的海上交通流数据特征分析[J]. 郑滨,陈锦标,夏少生,金永兴. 中国航海. 2009(01)
[4]南极人类活动的环境负效应与管理对策[J]. 王自磐,陈丹红,赵萍,姜梅,龙威. 海洋开发与管理. 2008(07)
[5]AIS船位信息产生误差的原因与对策[J]. 寇连坡. 世界海运. 2006(06)
硕士论文
[1]方便旗制度的法律研究[D]. 孙谊.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：3335464
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/zrdllw/3335464.html
