Automatic Identification System (AIS) messages are useful for tracking vessel activity across oceans worldwide using radio links and satellite transceivers. Such data plays a significant role in tracking vessel activity and mapping mobility patterns such as those found in fishing. Accordingly, this paper proposes a geometric-driven semi-supervised approach for fishing activity detection from AIS data. Through the proposed methodology we show how to explore the information included in the messages to extract features describing the geometry of the vessel route. To this end, we leverage the unsupervised nature of cluster analysis to label the trajectory geometry highlighting the changes in the vessel's moving pattern which tends to indicate fishing activity. The labels obtained by the proposed unsupervised approach are used to detect fishing activities, which we approach as a time-series classification task. In this context, we propose a solution using recurrent neural networks on AIS data streams with roughly 87% of the overall $F$-score on the whole trajectories of 50 different unseen fishing vessels. Such results are accompanied by a broad benchmark study assessing the performance of different Recurrent Neural Network (RNN) architectures. In conclusion, this work contributes by proposing a thorough process that includes data preparation, labeling, data modeling, and model validation. Therefore, we present a novel solution for mobility pattern detection that relies upon unfolding the trajectory in time and observing their inherent geometry.


翻译:自动识别系统(AIS)信息有助于利用无线电链路和卫星收发器跟踪世界各地海洋的船舶活动。这些数据在跟踪船只活动和绘制诸如捕鱼作业等移动模式方面起着重要作用。因此,本文件建议从AIS数据中采用几何驱动的半监督方法,从AIS数据中探测捕鱼活动。我们通过拟议的方法展示如何探索信息中所包含的信息,以提取描述船只路线几何特征的特征。为此,我们利用群集分析的未经监督的性质,标出轨迹几何学,突出显示往往显示捕捞活动的船舶移动模式的变化。拟议非监督方法获得的标签被用于探测捕捞活动,我们将此作为时间序列分类任务对待。在这方面,我们提出一个解决方案,利用AIS数据流的经常性神经网络,大约87%的美元核心在50个不同不见的渔船的整个轨迹上。这些结果还附有一项广泛的基准研究,评估不同经常神经网络模型(RNNN)运行模式变化的情况,并显示捕鱼活动。拟议采用不受监督的方法来探测捕捞活动,因此,我们建议采用不断更新的轨迹图,在进行数据测量时,从而推算。

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