《衛(wèi)星監(jiān)測海洋漁船捕撈信息專題圖制作規(guī)范》編制說明

衛(wèi)星監(jiān)測海洋漁船捕撈信息專題圖制作規(guī)范

編制說明

一、概況

1.1任務(wù)來源

2022年9月6日，自然資源部下達《自然資源部辦公廳關(guān)于印發(fā)2022年

度自然資源標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作計劃的通知》（自然資辦發(fā)〔2022〕39號），本文

件是自然資源部立項的2022年自然資源衛(wèi)星應(yīng)用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計劃項目之一，項目

編號：202233006，標(biāo)準(zhǔn)計劃名稱《衛(wèi)星監(jiān)測海洋漁船捕撈信息專題圖制作規(guī)范》。

本文件由全國地理信息標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會衛(wèi)星應(yīng)用分技術(shù)委員會歸口，由中國

水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所牽頭起草。計劃周期：24個月。

1.2目的意義

捕撈是人類獲取海洋自然資源的最廣泛活動之一，漁船生產(chǎn)覆蓋了全球55%

的海域。漁船軌跡大數(shù)據(jù)已經(jīng)應(yīng)用于海洋漁業(yè)生產(chǎn)、資源養(yǎng)護管理和科學(xué)研究

中。隨著安裝船舶監(jiān)控系統(tǒng)（VMS，VesselMonitoringSystems）和船舶自動

識別系統(tǒng)（AIS，AutomaticIdentificationSystem）的漁船數(shù)量不斷增長，

漁船軌跡數(shù)據(jù)在海洋捕撈漁業(yè)上的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷拓展。

衛(wèi)星監(jiān)測海洋漁船軌跡信息已廣泛應(yīng)用于我國海洋漁業(yè)生產(chǎn)、資源養(yǎng)護管理

和科學(xué)研究中，隨著北斗、AIS、夜光遙感等船位監(jiān)控技術(shù)的進步，漁船船位軌

跡數(shù)據(jù)量呈爆發(fā)式增長，可以監(jiān)測近海捕撈機動漁船7萬余艘，大洋捕撈漁船5

萬余艘。當(dāng)前衛(wèi)星監(jiān)測海洋漁船捕撈信息的處理方法不同、專題圖圖式多樣，

國內(nèi)還沒有專門的衛(wèi)星監(jiān)測海洋漁船捕撈信息專題圖制作規(guī)范，難以有效地幫

助用戶快速、方便、準(zhǔn)確地獲取與海洋漁船捕撈生產(chǎn)密切相關(guān)的信息產(chǎn)品。迫

1

切需要對專題圖種類、制作流程，制作過程中數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)預(yù)處理、專題圖

制作、質(zhì)量控制與存檔等方面進行規(guī)范。

制定《衛(wèi)星監(jiān)測海洋漁船捕撈信息專題圖制作規(guī)范》可以快速將多種漁船生

產(chǎn)捕撈行為繪制成統(tǒng)一形式的專題圖，分發(fā)到漁業(yè)管理部門和漁業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，

使用戶第一時間獲得漁船捕撈生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品，在實際生產(chǎn)中發(fā)揮作用，為海洋

漁業(yè)產(chǎn)業(yè)取得經(jīng)濟和社會效益提供信息支撐。為衛(wèi)星監(jiān)測海洋漁船軌跡數(shù)據(jù)應(yīng)

用的實用化、產(chǎn)業(yè)化、專業(yè)化發(fā)展提供有效工具，進一步發(fā)揮海洋衛(wèi)星監(jiān)測漁

船軌跡信息應(yīng)用效能。提高海洋漁船軌跡大數(shù)據(jù)在海洋產(chǎn)業(yè)中的科技進步貢獻

率，促進我國海洋漁業(yè)信息化高質(zhì)量發(fā)展。

1.3主要起草人及工作分工

編制任務(wù)下達后，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所為牽頭單位，國家

衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心、上海海洋大學(xué)、上海漁聯(lián)網(wǎng)科技有限公司共同成立了編制

組。編制組成員包括總體技術(shù)負責(zé)人和長期從事衛(wèi)星應(yīng)用海洋漁業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)

技術(shù)人員和專家，分工合作開展標(biāo)準(zhǔn)各章的編寫，編制組主要人員組成及分工

見表1。

表編制組人員分工

序號姓名單位1任務(wù)分工

中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水

1張勝茂標(biāo)準(zhǔn)編制負責(zé)人，總體統(tǒng)籌標(biāo)準(zhǔn)編制等工作

產(chǎn)研究所

中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水

2樊偉負責(zé)技術(shù)指導(dǎo)把關(guān)、組織和終稿審核

產(chǎn)研究所

中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水負責(zé)標(biāo)準(zhǔn)編制與形成標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）主

3程田飛

產(chǎn)研究所體框架等工作

4鄒巨洪國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心負責(zé)組織協(xié)調(diào)、審查報批等工作

5雷林上海海洋大學(xué)負責(zé)標(biāo)準(zhǔn)審核等工作

中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水

6伍玉梅負責(zé)技術(shù)指標(biāo)審核

產(chǎn)研究所

7楊勝龍中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水負責(zé)技術(shù)指標(biāo)審核

2

產(chǎn)研究所

中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水

8王斐負責(zé)專題圖圖式規(guī)范

產(chǎn)研究所

中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水

9周為峰負責(zé)編制說明審核與修改

產(chǎn)研究所

中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水

10張衡負責(zé)漁船狀態(tài)專題圖驗證

產(chǎn)研究所

中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水

11唐峰華負責(zé)漁船類型專題圖驗證

產(chǎn)研究所

中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水

12吳祖立負責(zé)漁船軌跡專題圖驗證

產(chǎn)研究所

中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水

13范秀梅負責(zé)漁船捕撈強度專題圖驗證

產(chǎn)研究所

負責(zé)衛(wèi)星監(jiān)測船位原始數(shù)據(jù)的收集與預(yù)處

14鄒國華上海漁聯(lián)網(wǎng)科技有限公司

理

1.4主要工作過程

1.4.1征求意見稿階段

2022年9月-2023年2月，編制組開展了大量的調(diào)研工作，包括國內(nèi)外有

關(guān)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，以及衛(wèi)星監(jiān)測海洋漁船捕撈信息專題圖制作的實際實施情況，編

制組開始起草標(biāo)準(zhǔn)草案。

2023年3月-2023年7月，以標(biāo)準(zhǔn)草案為基礎(chǔ)，編制組以電話、電子郵件

和視頻會議的形式與海洋漁業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)作業(yè)單位、大學(xué)、科研院所的多位技術(shù)

專家和生產(chǎn)專家進行多次交流探討，并根據(jù)專家意見對標(biāo)準(zhǔn)草案進行修改完善。

編制組征求專家意見針對初稿框架及內(nèi)容進一步修改完善。

2023年8月-2024年3月，編制組與標(biāo)準(zhǔn)秘書處多次對初稿的整體結(jié)構(gòu)、

主要步驟和流程、內(nèi)容表述、圖例、樣例、圖式等進行修改，同時召開多次編

制小組內(nèi)部討論會，調(diào)研國內(nèi)外相關(guān)文獻，確定了漁船類型、漁船狀態(tài)、漁船

軌跡、漁船捕撈強度四種專題圖的數(shù)據(jù)預(yù)處理方法，并收集整理相關(guān)海域的北

斗船位數(shù)據(jù)或AIS船位數(shù)據(jù)，對專題圖數(shù)據(jù)進行了預(yù)處理和專題圖的制作。最

3

終于2024年3月完成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿和編制說明。

1.4.2送審稿階段

暫無。

1.4.3報批稿階段

暫無。

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的依據(jù)

2.1標(biāo)準(zhǔn)編制原則

（1）一致性與規(guī)范性

本文件與《中國海圖圖式》（GB12319-2002）、《漁業(yè)用圖編繪規(guī)范》（GB/T

17833-1999）等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)。保持標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容間的一致性，避免新制定標(biāo)準(zhǔn)同

已經(jīng)頒布實施或正在報批的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之間的沖突和矛盾。標(biāo)準(zhǔn)編制的所有階段

均遵守國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的

結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定，保證標(biāo)準(zhǔn)編制的規(guī)范性。

(2）適用性和可擴展性

本文件編制過程中充分考慮了衛(wèi)星監(jiān)測船位數(shù)據(jù)質(zhì)量、漁船狀態(tài)判別方法、

專題圖產(chǎn)品特點等影響因素，依據(jù)AIS及VMS船位數(shù)據(jù)在漁業(yè)中應(yīng)用的多年工

作經(jīng)驗，能夠滿足未來一定時期內(nèi)的衛(wèi)星監(jiān)測海洋漁船捕撈信息專題圖產(chǎn)品應(yīng)

用需求，具有廣泛的適用性和可擴展性。

(3）有效性與可操作性

衛(wèi)星監(jiān)測海洋漁船捕撈信息專題圖制作標(biāo)準(zhǔn)基于衛(wèi)星船位數(shù)據(jù)在漁業(yè)中應(yīng)

用的經(jīng)驗積累和總結(jié)編制，并隨著相關(guān)工作的不斷發(fā)展和深入，完善捕撈信息

專題圖的內(nèi)容和構(gòu)成。目前，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所已經(jīng)在國家

4

實驗室專項項目、相關(guān)重點研發(fā)計劃項目任務(wù)中使用了本文件，本文件的使用

有效提高了捕撈信息專題圖利用率以及不同單位之間銜接的工作效率，便于規(guī)

范工作流程、統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式、保證成果有效性和可操作性。

(4）科學(xué)性與系統(tǒng)性

本文件為有效提高捕撈信息專題圖的利用率，依據(jù)內(nèi)容完整、技術(shù)規(guī)范科

學(xué)合理的原則，分別從專題圖種類、制作流程，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，數(shù)據(jù)預(yù)處理、專題

圖制作、質(zhì)量控制與存檔等方面，對相關(guān)內(nèi)容進行編制。

2.2國內(nèi)外調(diào)研情況

漁船生產(chǎn)覆蓋了全球55%的海域，但人們對漁船的全球生產(chǎn)活動知之甚少。

目前全球持續(xù)增長的捕撈努力量，讓漁業(yè)管理變得更加復(fù)雜。缺乏足夠的監(jiān)管，

致使?jié)O船非法捕撈和安全生產(chǎn)事故時有發(fā)生。漁船軌跡信息包含的時間、位置、

航速和航向等空間信息，蘊含著漁船自身特有的屬性、狀態(tài)和空間行為特征，

在一定程度上反映漁船捕撈作業(yè)行為與所處環(huán)境中各種要素直接的交互關(guān)系。

漁船軌跡大數(shù)據(jù)讓全球漁業(yè)生產(chǎn)更加透明，可以實時動態(tài)監(jiān)控漁船行為動態(tài)，

基于漁船軌跡挖掘的漁場時空高精度捕撈強度信息，相比傳統(tǒng)捕撈數(shù)據(jù)，更真

實、更全面，時空尺度更高。近年被國內(nèi)外學(xué)者應(yīng)用于漁業(yè)資源、海洋生態(tài)保

護、非法捕撈和漁船安全管理。漁船軌跡數(shù)據(jù)是一種新的信息，作為日志數(shù)據(jù)

的一種重要補充，越來越多的被漁業(yè)管理部門、科研部門和漁業(yè)生產(chǎn)企業(yè)使用，

促進了漁業(yè)信息化發(fā)展。

漁船軌跡數(shù)據(jù)主要包括船舶監(jiān)控系統(tǒng)（VMS）和船舶自動識別系統(tǒng)（AIS）。

VMS由各國政府或漁業(yè)組織主導(dǎo)，大約每間隔2h-4h發(fā)送一次數(shù)據(jù)，信息不公開；

早在1988年，葡萄牙政府為監(jiān)測漁業(yè)活動設(shè)計了漁船監(jiān)控系統(tǒng)，1996年歐盟對

長度大于24m漁船強制安裝VMS系統(tǒng)，從此VMS進入了全球化飛速發(fā)展時期。

5

AIS由國際海事組織（IMO，InternationalMaritimeOrganization）主導(dǎo)，

每間隔幾秒到幾分鐘發(fā)送一次數(shù)據(jù)，信息可公開獲取。因比VMS具有更高的精

度和可獲取能力，AIS系統(tǒng)應(yīng)用越來越廣泛。2000年IMO規(guī)定至2002年底300

噸以上的國際航線船舶、500噸以上的國內(nèi)航線貨船和客船均需安裝AIS設(shè)備。

至今全球已有超過7萬多條活動漁船配備了AIS設(shè)備。基于漁船軌跡數(shù)據(jù)，可

實時跟蹤監(jiān)督漁船空間位置和識別作業(yè)狀態(tài)，監(jiān)督漁船非法作業(yè)、非法轉(zhuǎn)載和

跨區(qū)作業(yè)問題，構(gòu)建模型識別漁船作業(yè)狀態(tài)，提取捕撈作業(yè)點可挖掘漁船捕撈

強度信息。國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)開展過大量研究，繪制了不同海域的捕撈努力量熱

點圖。

2016年世界海洋保護組織Oceana聯(lián)手Google（谷歌）和非營利組織

SkyTruth，通過航空和衛(wèi)星圖像追蹤景觀變化，共同研發(fā)了一款可以追蹤捕撈

活動的交互式網(wǎng)絡(luò)工具全球漁業(yè)觀察（GFW,GlobalFishingWatch），Global

FishingWatch通過12個類別30萬艘船舶的數(shù)據(jù)庫訓(xùn)練了機器學(xué)習(xí)算法，明確

了不同漁船和運輸?shù)男袨闋顟B(tài)，繪制了不同類型船舶的不同行為空間圖。2016

年發(fā)布的“全球釣魚觀察”展示了一艘接近于實時（延遲72h）的漁船世界地圖。

提供一個用于可視化和分析基于船舶的人類海上活動的開放訪問在線工具

（/map），監(jiān)控從2012年至今的全球捕撈活

動。包括捕撈強度熱點，漁船轉(zhuǎn)載、漁船捕魚發(fā)生的地點、港口訪問、船只相

遇和航行等事件信息。

當(dāng)前衛(wèi)星監(jiān)測海洋漁船捕撈信息的處理方法不同、專題圖圖式多樣，國內(nèi)

還沒有專門的衛(wèi)星監(jiān)測海洋漁船捕撈信息專題圖制作規(guī)范，難以有效地幫助用

戶快速、方便、準(zhǔn)確地獲取與海洋漁船捕撈生產(chǎn)密切相關(guān)的信息產(chǎn)品。迫切需

要對專題圖種類、制作流程，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，數(shù)據(jù)預(yù)處理、專題圖制作、質(zhì)量控制

6

與存檔等方面進行規(guī)范。

2.3主要技術(shù)內(nèi)容的說明

2.3.1標(biāo)準(zhǔn)化對象及適用范圍說明

本文件規(guī)定了衛(wèi)星監(jiān)測海洋漁船捕撈信息專題圖制作的總體要求，確立了

專題圖種類、制作流程，以及制作過程中數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)預(yù)處理、專題圖制作

和專題圖質(zhì)量控制與存檔等內(nèi)容。

本文件適用于衛(wèi)星監(jiān)測海洋漁船捕撈信息專題圖（以下簡稱專題圖）的制

作。

2.3.2標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容指標(biāo)或要求確定的依據(jù)

（1）標(biāo)準(zhǔn)的范圍

本文件在《中國海圖圖式》（GB12319-2002）、《漁業(yè)用圖編繪規(guī)范》（GB/T

17833-1999）等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，針對漁業(yè)管理部門和漁業(yè)生產(chǎn)企業(yè)實際需求，

結(jié)合海洋漁船軌跡信息產(chǎn)品在漁業(yè)資源中如何使用，對衛(wèi)星監(jiān)測海洋漁船捕撈

信息專題圖制作的總體要求、專題圖種類、制作流程，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)預(yù)處理、

專題圖制作、質(zhì)量控制與存檔等提出規(guī)范要求，適用于衛(wèi)星監(jiān)測海洋漁船捕撈

信息專題圖的制作。

（2）專題圖制作的總體要求

專題圖的圖件應(yīng)滿足圖面清晰、內(nèi)容豐富、容易判讀；標(biāo)題準(zhǔn)確、位置恰

當(dāng)；配色均勻、反差適中。本文件對專題圖的坐標(biāo)系、地圖投影做出了相關(guān)規(guī)

定。坐標(biāo)系采用WGS84坐標(biāo)系，必要時，采用經(jīng)批準(zhǔn)的其他坐標(biāo)系。地圖投影按

照GB/T17833—1999中的規(guī)定執(zhí)行。在極地區(qū)域，可采用其他地圖

投影。對不同類型專題圖圖式符號樣式所做相關(guān)規(guī)定如表2、表3、表4、表5所

示。專題圖的輸出分辨率應(yīng)不小于720dpi。

7

表漁船類型專題圖圖式符號樣式

序號符號名稱2符號色彩樣式RGB色標(biāo)值

1拖網(wǎng)漁船(0，0，255)

2圍網(wǎng)漁船(0，255，0)

3刺網(wǎng)漁船(255，255，0)

4敷網(wǎng)漁船(255，165，0)

5釣漁船(255，0，0)

6其他漁船(0，0，0)

表漁船軌跡專題圖圖式符號樣式

序號符號名稱3符號色彩樣式RGB色標(biāo)值

，，

1位置點(25500)

軌跡(0，0，0)

2

表漁船狀態(tài)專題圖圖式符號樣式

序號符號名稱4符號色彩樣式RGB色標(biāo)值

1(0，0，0)

停泊

2(255，0，0)

捕撈作業(yè)

3（0，255，0）

航行

表漁船捕撈強度專題圖圖式符號樣式

序號符號名稱5符號色彩樣式RGB色標(biāo)值

1等級一(0，0，255)

2等級二(0，255，0)

3等級三(255，255，0)

4等級四(255，165，0)

5等級五(255，0，0)

8

每幅專題圖圖廓整飾與注記要素應(yīng)包括內(nèi)外圖廓線、圖名、經(jīng)緯線及經(jīng)緯

度注記、指北針、圖例、編制單位與編制時間。專題圖圖名內(nèi)容依專題圖類型

而異，漁船類型專題圖圖名為“漁船類型分布專題圖”；漁船軌跡專題圖圖名

由船名和捕撈作業(yè)軌跡組成，如“浙嶺漁1234軌跡專題圖”；漁船狀態(tài)專題圖

圖名由船名和狀態(tài)組成，如“浙嶺漁1234狀態(tài)專題圖”；漁船捕撈強度專題圖

圖名由作業(yè)類型和漁船捕撈強度組成，如“拖網(wǎng)漁船捕撈強度專題圖”,圖名字

體應(yīng)按照GB/T28923.1—2012中6.2.2的規(guī)定執(zhí)行。圖廓整飾樣式如圖1所示，

單位均為cm。

圖圖廓整飾樣式

1

9

經(jīng)緯線細分依專題圖比例尺大小而異，經(jīng)緯線按比例尺的細分樣式如圖2所

示。專題圖內(nèi)圖廓線范圍內(nèi)每隔一定經(jīng)差和緯差繪出經(jīng)緯線，經(jīng)緯線連線可根

據(jù)專題圖比例尺大小選擇1°或5°及其間隔的整數(shù)倍處連線。經(jīng)緯度注記按經(jīng)

緯線細分樣式所示，經(jīng)緯度注記居中注出。

圖經(jīng)緯線細分樣式

指北針圖廓線樣式如表6所示，2指北針一般位于內(nèi)圖廓線右上角內(nèi)，背景色

為白色。指北針樣式如圖3所示。

表指北針圖廓線樣式

符號樣式圖上寬度（mm）RGB色標(biāo)值

6

0.3(0,0,0)

圖指北針樣式

3

（3）專題圖種類

考慮面向漁業(yè)管理部門和企業(yè)用戶、方便用戶實際使用，將海洋漁船捕撈

信息專題制圖內(nèi)容分為漁船類型專題圖、漁船軌跡專題圖、漁船狀態(tài)專題圖、

10

漁船捕撈強度專題圖總共四類專題圖。其中漁船類型專題圖編碼“LX”，由通

訊導(dǎo)航衛(wèi)星監(jiān)測海洋漁船獲取的經(jīng)度、緯度和提取的漁船類型等信息繪制而成，

用不同顏色表征該漁區(qū)的漁船類型；漁船軌跡專題圖編碼“GJ”，由通訊導(dǎo)航

衛(wèi)星監(jiān)測海洋漁船獲取的時間、經(jīng)度、緯度等信息繪制而成，用曲線表征該漁

區(qū)漁船的軌跡；漁船狀態(tài)專題圖編碼“ZT”，通過對通訊導(dǎo)航衛(wèi)星監(jiān)測海洋漁

船獲取的時間、經(jīng)度、緯度、航速和航向等信息進行計算，判斷得出漁船狀態(tài)，

由位置和狀態(tài)信息繪制而成，用不同顏色表征該漁區(qū)的漁船行為；漁船捕撈強

度專題圖編碼“QD”，通過對通訊導(dǎo)航衛(wèi)星監(jiān)測海洋漁船獲取的時間、經(jīng)度、

緯度等信息進行計算，判斷得出漁船捕撈強度，由位置和捕撈強度信息繪制而

成，用不同顏色表征該漁區(qū)捕撈強度的空間分布情況。

（4）專題圖制作流程

專題圖制作包括4個步驟：數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)預(yù)處理、專題圖制作、專題圖質(zhì)

量控制與存檔。專題圖制作流程見圖4。

11

圖專題圖制作流程

4

（5）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

從通訊導(dǎo)航衛(wèi)星數(shù)據(jù)服務(wù)單位獲取衛(wèi)星監(jiān)測船位數(shù)據(jù)。衛(wèi)星監(jiān)測船位數(shù)據(jù)說

明見表7。

12

表衛(wèi)星監(jiān)測船位數(shù)據(jù)說明

序號字段數(shù)據(jù)類型7說明示例

1船名字符型漁船名稱，近海漁船船名由省簡稱近海漁船：浙嶺漁

與市縣簡稱組成，遠洋漁船船名由1234

漁業(yè)公司自行命名并在省漁業(yè)部門遠洋漁船：魯遠漁1

備案號

2漁船類型字符型漁船的類型，在海事組織或船級社拖網(wǎng)

登記備案的類型

3MMSI字符型船舶無線電通信系統(tǒng)在其無線電信123456789

道上發(fā)送，能獨特識別各類臺站和

成組呼叫臺站的一列九位數(shù)字碼

4經(jīng)度浮點型以1/10000°為單位表示的經(jīng)度，其147.5080

中正數(shù)表示東經(jīng)，負數(shù)表示西經(jīng)

5緯度浮點型以1/10000°為單位表示的緯度，其42.5589

中正數(shù)表示北緯，負數(shù)表示南緯

6時間字符型表示漁船所在位置的時間，采用1978-01-18T16:21:46

UTC時間，格式為

YYYY-MM-DDThh:mm:ss.，其中T

為日期與日中時間的分隔符

7航速浮點型以1/10節(jié)（kn）為單位，表示漁船3.3

單位時間內(nèi)航行的距離

8航向浮點型以1/10°為單位，表示船舶的航行90.0

方向

衛(wèi)星監(jiān)測船位數(shù)據(jù)質(zhì)量控制要求有：衛(wèi)星監(jiān)測船位數(shù)據(jù)經(jīng)度字段取值范圍

應(yīng)在-180.0000～180.0000；衛(wèi)星監(jiān)測船位數(shù)據(jù)緯度字段取值范圍應(yīng)在

-90.0000～90.0000；衛(wèi)星監(jiān)測船位不應(yīng)位于陸地；衛(wèi)星監(jiān)測船位數(shù)據(jù)時間字段

中年取值范圍應(yīng)在0001～9999；衛(wèi)星監(jiān)測船位數(shù)據(jù)時間字段中月取值范圍應(yīng)在

01～12；衛(wèi)星監(jiān)測船位數(shù)據(jù)時間字段中日取值范圍應(yīng)在01～28、29、30或31；

衛(wèi)星監(jiān)測船位數(shù)據(jù)時間字段中時取值范圍應(yīng)在00～23；衛(wèi)星監(jiān)測船位數(shù)據(jù)時間

字段中分取值范圍應(yīng)在00～59；衛(wèi)星監(jiān)測船位數(shù)據(jù)時間字段中秒取值范圍應(yīng)在

00～59；衛(wèi)星監(jiān)測船位數(shù)據(jù)航速取值范圍應(yīng)在0～15；衛(wèi)星監(jiān)測船位數(shù)據(jù)航向字

段中取值范圍應(yīng)在0.0～359.9。

13

（6）數(shù)據(jù)預(yù)處理

1）漁船作業(yè)類型專題圖數(shù)據(jù)預(yù)處理

以天為單位，起止時間設(shè)置為第一天12:00:00到第二天11:59:59；從衛(wèi)星

監(jiān)測船位原始數(shù)據(jù)中選擇起止時間內(nèi)全部漁船船位數(shù)據(jù)；逐船選擇每艘漁船最

后記錄時間的船位數(shù)據(jù)字段信息；提取所有漁船的漁船類型、經(jīng)度、緯度字段

信息作為漁船類型專題圖的預(yù)處理數(shù)據(jù)。

最后對預(yù)處理數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，應(yīng)安排經(jīng)驗豐富的人員參考傳統(tǒng)中心

漁場位置及漁汛期等信息對預(yù)處理結(jié)果進行判定，排除錯誤漁船類型。若預(yù)處

理結(jié)果合格，執(zhí)行專題圖制作；若不合格，刪除錯誤數(shù)據(jù)，重新進行漁船類型

數(shù)據(jù)預(yù)處理。

2）漁船軌跡專題圖數(shù)據(jù)預(yù)處理

將漁船離開港口或運輸船的時間和位置作為航次起始的時間和位置；將漁

船在海上作業(yè)后，返回港口或運輸船的時間和位置作為航次結(jié)束的時間和位置；

提取漁船在航次起止時間段內(nèi)的時間、經(jīng)度、緯度字段信息；按時間對船位序

列信息進行排序，并作為漁船軌跡專題圖的預(yù)處理數(shù)據(jù)。

最后對預(yù)處理數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，應(yīng)安排經(jīng)驗豐富的人員參考不同類

型漁船航速對預(yù)處理結(jié)果進行判定，排除錯誤船位數(shù)據(jù)。若預(yù)處理結(jié)果合格，

執(zhí)行專題圖制作；若不合格，刪除錯誤數(shù)據(jù)，重新進行漁船軌跡數(shù)據(jù)預(yù)處理。

3）漁船狀態(tài)專題圖數(shù)據(jù)預(yù)處理

漁船狀態(tài)是指漁船在漁撈航次中所采取的停泊、捕撈作業(yè)和航行的行為。漁

撈航次是漁船從事捕撈作業(yè)的一個完整過程，航次是漁船生產(chǎn)活動的基本單元，

一般是指漁船離開港在海上的一段時間，包括了出航、海上作業(yè)、返航、進港

等行為。漁船捕撈航次在時間上不是連續(xù)的,中間有進塢維修、出海準(zhǔn)備、補給、

14

卸魚等。

正確的判別區(qū)分漁船狀態(tài)是計算漁船捕撈努力量、漁船捕撈強度；識別漁船

是否存在違規(guī)作業(yè)；挖掘捕撈活動聚集區(qū),提取并繪制漁場熱點圖的前提。對

量化捕撈活動以及制定健全的漁業(yè)管理措施有著重要意義。

目前識別漁船行為的方法主要有兩種：速度閾值法和機器學(xué)習(xí)法。速度閾值

法假設(shè)捕撈狀態(tài)是高度依賴航行速度，并以航行速度為捕撈狀態(tài)的表現(xiàn)特征。

國內(nèi)外眾多學(xué)者使用該方法對拖網(wǎng)漁船（含底拖網(wǎng)漁船、桁拖網(wǎng)漁船、中水層

拖網(wǎng)漁船）、金槍魚圍網(wǎng)漁船、耙網(wǎng)漁船、籠壺類陷阱類等不同類型的漁船的

捕撈作業(yè)狀態(tài)進行了判別[13-26]。根據(jù)特定的速度的閾值來判定漁船狀態(tài)，主要使

用來自于專家經(jīng)驗知識、觀察員觀察記錄或數(shù)理統(tǒng)計模型。數(shù)理統(tǒng)計模型主要

有基于漁船速度的頻率直方圖方法和GMM方法。

早期主要通過專家經(jīng)驗知識或觀察員觀察記錄來確定若干個閾值對漁船狀

態(tài)進行分類，該方法簡單易行。WalkerE，BezN將金槍魚圍網(wǎng)漁船狀態(tài)分為捕

撈、停止、跟蹤(主動搜索)和巡航(在沒有金槍魚出現(xiàn)的情況下搜索)；使用西

印度洋海域的法國金槍魚圍網(wǎng)漁船的VMS數(shù)據(jù)并通過觀察員數(shù)據(jù)驗證，在金槍

魚圍網(wǎng)漁船上也發(fā)現(xiàn)了速度雙峰分布的情況[14,15]。DESOUZAEN使用2011年1

月至2015年10月AIS數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)金槍魚圍網(wǎng)漁船船速呈雙峰模式分布，通過

專家經(jīng)驗、觀察員觀察方法，將圍網(wǎng)漁船船速小于2.5節(jié)的狀態(tài)判別為捕撈狀

態(tài)，專家標(biāo)記數(shù)據(jù)集的驗證顯示，圍網(wǎng)漁船狀態(tài)判別總準(zhǔn)確度中位數(shù)為97%，

標(biāo)準(zhǔn)差為1%[17]。

雖然速度可以作為漁船狀態(tài)判定的有用指標(biāo)，但捕魚時的作業(yè)速度因不同

漁具類型而有很大差異。即便是同一種漁具類型，也會因漁船發(fā)動機功率不同，

15

而導(dǎo)致捕撈作業(yè)時漁船速度存在差異[18]。后來隨著VMS、AIS等船位大數(shù)據(jù)積累

越多、類型越豐富、獲取的便利性越高，計算機處理水平越高，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動

的思想，利用數(shù)理統(tǒng)計方法計算速度閾值較專家經(jīng)驗知識而言更加靈活。數(shù)理

統(tǒng)計方法通過數(shù)理統(tǒng)計方法提取船舶行為特征，來確定捕撈行為，并通過對捕

撈行為的劃分來確定航速的分布。數(shù)理統(tǒng)計模型主要有直方圖統(tǒng)計和GMM模型

等。

MillsCM使用2000年5月至2003年12月注冊地為英國桁拖網(wǎng)漁船VMS

數(shù)據(jù)，基于速度頻率直方圖的方法，發(fā)現(xiàn)桁拖網(wǎng)漁船速度分布都是雙峰的，使

用2-8節(jié)的速度來判別拖網(wǎng)漁船的捕撈狀態(tài)，通過觀察員數(shù)據(jù)驗證，該速度閾

值可以正確識別99%的捕撈狀態(tài)和94.3%的航行狀態(tài)[20]。Lee使用英國水域VMS

數(shù)據(jù)，基于速度頻率直方圖的方法，發(fā)現(xiàn)桁拖網(wǎng)漁船、耙網(wǎng)漁船、拖網(wǎng)漁船的

速度分布都是雙峰的，并且遵循與觀察者數(shù)據(jù)中記錄的類似模式，使用1-6節(jié)

的速度閾值作為3種漁船捕撈狀態(tài)的判別標(biāo)準(zhǔn)[13]。張勝茂使用2013年象山港

1403艘拖網(wǎng)漁船的北斗船位數(shù)據(jù)，基于速度頻率直方圖的方法，將1.5～6.0節(jié)

設(shè)為拖網(wǎng)漁船捕撈狀態(tài)時的速度閾值[18]。張涵使用2017年7月到2018年5月，

148艘中西太平洋金槍魚圍網(wǎng)漁船AIS數(shù)據(jù)?；谒俣阮l率直方圖的方法，發(fā)現(xiàn)

金槍魚圍網(wǎng)漁速度分布呈現(xiàn)雙峰，絕大多數(shù)船位軌跡點的航速在0～2節(jié),另外

一個峰值在11～14節(jié)，將0-2.5節(jié)設(shè)為漁船捕撈狀態(tài)時的速度閾值[23]。此外，

還有一些國內(nèi)外研究學(xué)者不對漁船類型進行區(qū)分，應(yīng)用速度頻率直方圖來判定

漁船狀態(tài)。Rodríguez,J.P使用2014年公海上112,535艘漁船AIS的數(shù)據(jù)，

基于速度頻率直方圖的方法，發(fā)現(xiàn)公海作業(yè)的漁船速度分布呈現(xiàn)雙峰，將

3.2-8.2節(jié)設(shè)為漁船捕撈狀態(tài)時的速度閾值[[22]。Yan,Z使用中國近海2015年1

16

月至2016年12月79328艘漁船約1.3億條AIS數(shù)據(jù)，基于速度頻率直方圖的

方法，發(fā)現(xiàn)漁船速度分布呈現(xiàn)雙峰，將1～5節(jié)設(shè)為漁船捕撈狀態(tài)時的速度閾值

[25]。

Natale使用2014年1月-2014年8月歐盟漁船AIS數(shù)據(jù)（包含13萬艘漁

船，2億條數(shù)據(jù)）進行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)了雙峰模式分布，使用GMM模型進行統(tǒng)計，將

第一高斯分量均值±1.5標(biāo)準(zhǔn)差作為速度閾值，對拖網(wǎng)漁船狀態(tài)進行了判別[29]。

Vespe使用2014年9月-2015年9月歐盟漁船AIS數(shù)據(jù)（超過1.5億條數(shù)據(jù)），

使用GMM模型進行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)了雙峰模式分布，將第一高斯分量均值±標(biāo)準(zhǔn)差

作為速度閾值，對拖網(wǎng)漁船（含底拖網(wǎng)、桁拖網(wǎng)漁船、中水層拖網(wǎng)）狀態(tài)進行

了判別[16]。MendoT使用蘇格蘭東西海岸籠壺類陷阱類漁船的GNSS設(shè)備記錄，

發(fā)現(xiàn)僅使用速度的GMM模型，并分別應(yīng)用于漁船的每個漁撈航次，相較于使用

所有漁船的所有漁撈航次或僅使用速度的單變量的隱馬爾科夫模型HMM；以及

包含速度和轉(zhuǎn)向角度的多變量的隱馬爾科夫模型HMM有更高的準(zhǔn)確性。應(yīng)用于

每個漁撈航次的GMM模型總體最大錯誤率較低，誤報率較低，計算量也較低。

通過觀察員數(shù)據(jù)驗證，漁船狀態(tài)判別的準(zhǔn)確率達到92.3%[21]。LeGuyaderD,使

用2011-2012法國布雷斯特灣耙網(wǎng)漁船的AIS數(shù)據(jù)，假設(shè)耙網(wǎng)漁船與底拖網(wǎng)漁

船的航速與漁船狀態(tài)關(guān)系類似，使用混合模型的自動分層聚類方法進行統(tǒng)計，

發(fā)現(xiàn)了速度頻率直方圖呈四個聚類簇，將第二和第三聚類中的0.8～2.9m/s判

定為耙網(wǎng)漁船的捕撈狀態(tài)[26]。此外，還有一些國內(nèi)外研究學(xué)者不對漁船類型進

行區(qū)分，應(yīng)用GMM來判定漁船狀態(tài)，取得了較好的效果。李曉恩使用南海北部

2018年2、4、9和11月典型季節(jié)的中國籍6364艘漁船1.8億條AIS數(shù)據(jù).發(fā)

現(xiàn)速度頻數(shù)分布呈現(xiàn)有明顯高低差異的“雙峰”分布,漁船整個作業(yè)航行過程

17

中以低速狀態(tài)占據(jù)主要比例,盡管不同長度區(qū)間的散點分布有細微差異,但整體

上都是“雙峰”分布。使用GMM模型，計算得出捕撈、航行狀態(tài)下的均值為2.930

節(jié)、6.918節(jié),方差為0.892節(jié)、1.296節(jié)。將漁船捕撈狀態(tài)的速度閾值設(shè)為

2.930±1.5×0.892節(jié)[24]。

綜上所述，對于拖曳漁船，特別是拖網(wǎng)漁船，使用GMM模型進行速度閾值

分割，狀態(tài)判定結(jié)果更為可靠[19]。使用速度閾值方法來判定漁船狀態(tài)，在金槍

魚圍網(wǎng)漁船[14,15,17,23]、耙網(wǎng)漁船[13,26]、籠壺類陷阱類[21]等不同類型的漁船也取

得了較好的效果。由于目前海洋漁船中耙網(wǎng)漁船、籠壺類陷阱類漁船數(shù)量較少，

因此本文件基于速度閾值的高斯混合模型(GaussianMixedModel,GMM)進行漁

船狀態(tài)判別主要聚焦于拖網(wǎng)漁船和金槍魚圍網(wǎng)漁船的漁船狀態(tài)判別。其他類型

漁船的狀態(tài)應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場記錄數(shù)據(jù)進行綜合判別。

高斯分布也稱為正態(tài)分布，是一種連續(xù)概率分布，高斯分布是關(guān)于均值對稱

的，并由均值和標(biāo)準(zhǔn)差來描述。在一維區(qū)域中的概率密度的函數(shù)如下[27]：

2

???μ

2

212σ

??μ,σ=2?

2?σ

式中，μ和σ2分別是分布的均值和方差。

然而，單個高斯分布的單峰特性無法對實際情況中發(fā)現(xiàn)的多峰數(shù)據(jù)集中的多

個密度區(qū)域進行模擬建模，因此無法區(qū)分漁船速度分布中的異質(zhì)性。聚類是使

用相似性度量對數(shù)據(jù)對象進行分組的過程，復(fù)雜的多峰分布可以使用高斯混合

模型來建模。GMM認為數(shù)據(jù)點是由高斯分布的混合產(chǎn)生的,GMM可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中

復(fù)雜的模式，并將其分組為內(nèi)聚的、同質(zhì)的部分[28]。高斯混合模型是一個概率

18

模型，生成的聚類是基于密度的聚類。

GMM融合了參數(shù)估計法和非參數(shù)估計法的優(yōu)點，既不局限于特定的概率密度

函數(shù)形式，而且模型的復(fù)雜度僅與所求解的問題有關(guān)、與樣本集合的大小無關(guān)。

高斯混合模型的一個重要特性是，如果模型中的成員足夠多，它能夠以任意精

度逼近任意的連續(xù)分布[29].能夠較好地描述空間數(shù)據(jù)的分布情況及特征,

GMM聚類方法的過程如下[27]：（1）選擇可以最小化兩個估計器AIC（赤池信

息準(zhǔn)則）和BIC（貝葉斯信息準(zhǔn)則）的聚類數(shù)目：K。（2）根據(jù)高斯分布計算

每個數(shù)據(jù)點屬于某個聚類的概率。某個數(shù)據(jù)點屬于某個聚類的概率隨著與高斯

中心距離的增加而增加。（3）基于概率構(gòu)建一組新的高斯分布參數(shù)，以優(yōu)化數(shù)

據(jù)點落入各個聚類的幾率。利用數(shù)據(jù)點位置計算權(quán)重總和。（4）迭代執(zhí)行步驟

2和3，直到收斂，即分布在一次迭代到下一次迭代之間沒有顯著變化。

在本文件中，將漁船離開港口或運輸船的時間和位置作為航次起始的時間和

位置；將漁船在海上作業(yè)后，返回到港口或運輸船的時間和位置作為航次結(jié)束

的時間和位置；根據(jù)高斯混合模型，使用期望最大化算法估算正態(tài)分布參數(shù)：

2

??=