Density mapping of ship traffic

Stadig flere satellitter overfører data fra anti-kollisjonssystemet Automatic Identification System (AIS). Dette har gitt et stort tilfang av posisjonsdata fra skip verden over, og flere kommersielle tjenesteleverandører tilbyr nå produkter for skipstrafikkanalyse basert på slike data. Slike tjenester kan være nyttige for å oppnå maritim situasjonsforståelse, men de kan ikke alltid benyttes av militære analytikere grunnet behovet for å skjerme informajon om f.eks. hvilke områder som er av interesse. Forsvarets forskningsinstitutt (FFI) har derfor utviklet programvare for analyse av skipstrafikk for militære formål på interne IT-systemer. FFI drifter en database med informasjon fra fartøyrapporteringssystemer som AIS, Long Range Identification and Tracking (LRIT), og Vessel Monitoring System (VMS). Posisjonsdata og tilhørende metadata fra fartøyer, samlet opp over tid, kan brukes til å lage kart over skipstrafikktetthet (tetthetsplott). I denne sammenhengen er et tetthetsplott et geografisk kart der grafikken (piksler eller polygoner) viser forventet antall fartøy i et område på et gitt tidspunkt, eller relaterte størrelser. Skipstettheten plottes med fargeskalaer som viser mønstrene og intensiteten i skipstrafikken. Spesielt er slike kart nyttige for å analysere “patterns of life”, dvs. normale (typiske) bevegelser, oppførsel og mønstre. Det er flere tekniske utfordringer knyttet til å lage brukervennlige, fleksible tjenester for plotting av skipstrafikktetthet. Dette skyldes at mengden data som må prosesseres er stor; det registreres nærmere en milliard nye meldinger i databasen hver måned. Denne rapporten beskriver diverse tiltak som er gjort for å organisere og komprimere data for å gjøre tetthetsplotting mindre tid- og beregningskrevende, bl.a. aggregering, kvantisering og indeksering av data. Spesielt innføres en inndeling av jordoverflaten (ellipsoiden) i kvadratiske celler med uniform fysisk størrelse på 0:1 0:1 nm2. Dette griddet fungerer som en søkeindeks for posisjonsdata. Videre kan fartøybaner diskretiseres (kvantiseres), hvilket innebærer at datamengden reduseres ved at posisjonsnøyaktigheten også reduseres. En fartøybane representeres ved mengden celler den passerer gjennom og tiden (antall sekunder) fartøyet er i hver celle. Hver celle svarer til et polygon i tetthetsplottet, med tilhørende attributter. Polygonene kan slås sammen når kart i stor skala skal produseres. Dette bidrar til å øke ytelsen og redusere filstørrelsen til det ferdige produktet. FFI har implementert en rekke prosesseringtjenester som er gjort tilgjengelig for Forsvaret Operative Hovedkvarter, Kystvakten og andre brukere med tilsvarende behov. Disse nettverksbaserte tjenestene genererer og leverer trafikktetthetskart etter spesifikasjoner som brukerne setter i sine forespørsler. Basert på erfaringene fra dette arbeidet anbefales det at tilsvarende prosesseringstjenester, for både dynamisk generering av kart og levering av ferdigproduserte standardkart, opprettes på de militære nettverkene. Et eget gradert dokument knyttet til denne rapporten beskriver militær operasjonell bruk av disse produktene.