(57)【要約】【課題】移動体の時系列な観測データと移動体の時系列な画像データとの対応関係についての信頼性の向上を図ること。【解決手段】データ補完装置は、ＡＩＳデータの異常または欠損を補完するための支援情報としてオペレーターによるＡＩＳデータにおける手入力の異常や部分欠損をフィルタリングする。つぎに、データ補完装置は、衛星画像の撮影時刻の前後２点のＡＩＳデータを取得し、撮影時刻に船舶の位置を推測し、最大探索距離を決定し、長さなどの４つの基準を用いてスコアを算出して衛星画像上の船舶とＡＩＳデータとをマッピング処理する。データ補完装置は、正常データを抽出し、異常や部分欠損があるＡＩＳデータとマッピング処理後に対応関係が無かった船舶画像とを再度マッピングすることで異常データとして補完し、対応関係が無かった船舶画像の属性情報を用いて欠損データとして補完する。【選択図】図２
2015036832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
領域を撮影した領域画像データの撮影時刻前後の観測時刻における第１の移動体およびその挙動を特定する第１の特徴データを含む第１の観測データと、前記領域画像データ上における前記領域内を移動する第２の移動体の画像と前記第２の移動体およびその挙動を特定する第２の特徴データとを含む移動体画像データと、に基づいて、前記第１の移動体と前記第２の移動体との同一性を判定し、同一性ありと判定された場合、前記移動体画像データおよび前記第１の特徴データとに対応関係があることを示す第１の情報を設定し、同一性なしと判定された場合、前記移動体画像データが対応付けられないことを示す第２の情報を前記第１の特徴データに設定し、前記第１の特徴データが対応付けられないことを示す第３の情報を前記移動体画像データに設定するマッピング処理部と、
前記マッピング処理部によって前記第２の情報が設定された前記第１の特徴データと、前記第３の情報が設定された前記移動体画像データとに基づいて、前記第１の移動体と前記第２の移動体との同一性を判定し、同一性ありと判定された場合、前記第２の特徴データと同一になるように前記第１の特徴データを補完する第１の補完処理と、同一性なしと判定された場合、前記第２の特徴データに基づく第２の観測データを生成する第２の補完処理とのうち、少なくとも前記第１の補完処理を実行する補完処理部と、
前記マッピング処理部または前記補完処理部による処理結果を出力する出力処理部と、
を有することを特徴とするデータ補完装置。
【請求項２】
前記第１の特徴データの値が異常であるか否かを判定し、異常である場合には異常であることを示す第４の情報を前記第１の特徴データに設定するフィルタリング処理部を有し、
前記マッピング処理部は、前記フィルタリング処理部によって前記第１の特徴データに前記第４の情報が設定されていない場合、前記第１の特徴データと前記移動体画像データと、に基づいて、前記第１の移動体と前記第２の移動体との同一性を判定することを特徴とする請求項１に記載のデータ補完装置。
【請求項３】
前記フィルタリング処理部は、前記第１の特徴データの中の前記移動体を特定する識別情報が既登録の識別情報であるか否かにより異常であるか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載のデータ補完装置。
【請求項４】
前記フィルタリング処理部は、前記第１の特徴データの中の前記移動体のサイズを示す情報が基準範囲内であるか否かにより異常であるか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載のデータ補完装置。
【請求項５】
前記第１の観測データの値が部分的に欠損しているか否かを判定し、部分的に欠損している場合には部分欠損であることを示す第５の情報を前記第１の特徴データに設定するフィルタリング処理部を有し、
前記マッピング処理部は、前記フィルタリング処理部によって前記第１の特徴データに前記第５の情報が設定されていない場合、前記第１の特徴データと前記移動体画像データと、に基づいて、前記第１の移動体と前記第２の移動体との同一性を判定することを特徴とする請求項１に記載のデータ補完装置。
【請求項６】
前記フィルタリング処理部は、前記撮影時刻前の観測時刻である先行観測時刻と前記撮影時刻後の観測時刻である後続観測時刻との間隔が、所定間隔以上であるか否かにより部分的に欠損しているか否かを判定することを特徴とする請求項５に記載のデータ補完装置。
【請求項７】
前記マッピング処理部は、前記第１の特徴データと前記第２の特徴データとの差に基づいて、前記第１の移動体と前記第２の移動体との同一性の確からしさを示す対応スコアを算出し、算出した前記対応スコアに基づいて、前記第１の移動体と前記第２の移動体との同一性を判定することを特徴とする請求項１に記載のデータ補完装置。
【請求項８】
前記マッピング処理部は、前記第１の特徴データの中の前記第１移動体のサイズと、前記第２の特徴データの中の前記第２の移動体のサイズと、の差に基づいて、前記対応スコアを算出することを特徴とする請求項７に記載のデータ補完装置。
【請求項９】
前記マッピング処理部は、前記第１の特徴データの中の前記第１移動体の速度と、前記第２の特徴データの中の前記第２の移動体の速度と、の差に基づいて、前記対応スコアを算出することを特徴とする請求項７に記載のデータ補完装置。
【請求項１０】
前記マッピング処理部は、前記第１の特徴データの中の前記第１移動体の画像と、前記第２の特徴データの中の前記第２の移動体の画像と、の差に基づいて、前記対応スコアを算出することを特徴とする請求項７に記載のデータ補完装置。
【請求項１１】
前記マッピング処理部は、前記第１の特徴データの中の前記撮影時刻前の観測時刻である先行観測時刻での前記第１の移動体の位置から前記第２の特徴データの中の前記撮影時刻での前記第２の移動体の位置への移動方向を示す第１の方位角と、前記第２の特徴データの中の前記撮影時刻での前記第２の移動体の位置から前記第１の特徴データの中の前記撮影時刻後の観測時刻である後続観測時刻での前記第１の移動体の位置への移動方向を示す第２の方位角と、の差に基づいて、前記対応スコアを算出することを特徴とする請求項７に記載のデータ補完装置。
【請求項１２】
前記マッピング処理部は、
前記第１の特徴データの中の前記撮影時刻前の観測時刻である先行観測時刻での前記第１の移動体の位置、速度、および、前記先行観測時刻での前記第１の移動体の位置から前記第１の特徴データの中の前記撮影時刻後の観測時刻である後続観測時刻での前記第１の移動体の位置への移動方向を示す方位角に基づいて、前記撮影時刻での前記第１の移動体の第１の推定位置を算出し、
前記後続観測時刻での前記第１の移動体の位置、速度、および、前記方位角に基づいて、前記撮影時刻での前記第１の移動体の第２の推定位置を算出し、
前記第１の推定位置および前記第２の推定位置のいずれも前記衛星画像データ内の位置である場合、前記対応スコアを算出することを特徴とする請求項７に記載のデータ補完装置。
【請求項１３】
前記マッピング処理部は、
前記先行観測時刻での前記第１の移動体の位置から前記後続観測時刻での前記第１の移動体の位置までの距離と、前記先行観測時刻から前記撮影時刻までの前記第１の移動体の移動距離と、前記撮影時刻から前記後続観測時刻までの前記第１の移動体の移動距離と、に基づいて、前記第２の移動体の探索範囲を示す最大探索距離を算出し、
前記第１の推定位置と前記第２の推定位置とを結ぶ移動経路から前記撮影時刻における前記第２の移動体の位置までの前記第２の移動体の離間距離を算出し、
前記離間距離が前記最大探索距離以下である場合、前記対応スコアを算出することを特徴とする請求項１２に記載のデータ補完装置。
【請求項１４】
前記補完処理部は、前記第２の情報が設定された前記第１の特徴データと前記第３の情報が設定された前記移動体画像データ内の前記第２の特徴データとの差に基づいて、前記第１の移動体と前記第２の移動体との同一性の確からしさを示す対応スコアを算出し、算出した前記対応スコアに基づいて、前記第１の移動体と前記第２の移動体との同一性を判定することを特徴とする請求項１に記載のデータ補完装置。
【請求項１５】
前記補完処理部は、前記第２の情報が設定された前記第１の特徴データの中の前記第１移動体のサイズと、前記第３の情報が設定された前記移動体画像データ内の前記第２の特徴データの中の前記第２の移動体のサイズと、の差に基づいて、前記対応スコアを算出することを特徴とする請求項１４に記載のデータ補完装置。
【請求項１６】
前記補完処理部は、前記第２の情報が設定された前記第１の特徴データの中の前記第１移動体の速度と、前記第３の情報が設定された前記移動体画像データ内の前記第２の特徴データの中の前記第２の移動体の速度と、の差に基づいて、前記対応スコアを算出することを特徴とする請求項１４に記載のデータ補完装置。
【請求項１７】
前記補完処理部は、前記第２の情報が設定された前記第１の特徴データの中の前記第１移動体の画像と、前記第３の情報が設定された前記移動体画像データ内の前記第２の特徴データの中の前記第２の移動体の画像と、の差に基づいて、前記対応スコアを算出することを特徴とする請求項１４に記載のデータ補完装置。
【請求項１８】
前記補完処理部は、前記第２の情報が設定された前記第１の特徴データの中の前記撮影時刻前の観測時刻である先行観測時刻での前記第１の移動体の位置から前記第３の情報が設定された前記移動体画像データ内の前記第２の特徴データの中の前記撮影時刻での前記第２の移動体の位置への移動方向を示す第１の方位角と、前記第３の情報が設定された前記移動体画像データ内の前記第２の特徴データの中の前記撮影時刻での前記第２の移動体の位置から前記第２の情報が設定された前記第１の特徴データの中の前記撮影時刻後の観測時刻である後続観測時刻での前記第１の移動体の位置への移動方向を示す第２の方位角と、の差に基づいて、前記対応スコアを算出することを特徴とする請求項１４に記載のデータ補完装置。
【請求項１９】
前記補完処理部は、
前記第２の情報が設定された前記第１の特徴データの中の前記撮影時刻前の観測時刻である先行観測時刻での前記第１の移動体の位置、速度、および、前記先行観測時刻での前記第１の移動体の位置から前記第２の情報が設定された前記第１の特徴データの中の前記撮影時刻後の観測時刻である後続観測時刻での前記第１の移動体の位置への移動方向を示す方位角に基づいて、前記撮影時刻での前記第１の移動体の第１の推定位置を算出し、
前記後続観測時刻での前記第１の移動体の位置、速度、および、前記方位角に基づいて、前記撮影時刻での前記第１の移動体の第２の推定位置を算出し、
前記第１の推定位置および前記第２の推定位置のいずれも前記衛星画像データ内の位置である場合、前記対応スコアを算出することを特徴とする請求項１４に記載のデータ補完装置。
【請求項２０】
前記補完処理部は、
前記先行観測時刻での前記第１の移動体の位置から前記後続観測時刻での前記第１の移動体の位置までの距離と、前記先行観測時刻から前記撮影時刻までの前記第１の移動体の移動距離と、前記撮影時刻から前記後続観測時刻までの前記第１の移動体の移動距離と、に基づいて、前記第２の移動体の探索範囲を示す最大探索距離を算出し、
前記第１の推定位置と前記第２の推定位置とを結ぶ移動経路から前記撮影時刻における前記第２の移動体の位置までの前記第２の移動体の離間距離を算出し、
前記離間距離が前記最大探索距離以下である場合、前記対応スコアを算出することを特徴とする請求項１９に記載のデータ補完装置。
【請求項２１】
プログラムを実行するプロセッサと、前記プロセッサが実行するプログラムを格納するメモリと、を有するデータ補完装置によるデータ補完方法であって、
前記プロセッサが、
領域を撮影した領域画像データの撮影時刻前後の観測時刻における第１の移動体およびその挙動を特定する第１の特徴データを含む第１の観測データと、前記領域画像データ上における前記領域内を移動する第２の移動体の画像と前記第２の移動体およびその挙動を特定する第２の特徴データとを含む移動体画像データと、に基づいて、前記第１の移動体と前記第２の移動体との同一性を判定し、同一性ありと判定された場合、前記移動体画像データおよび前記第１の特徴データとに対応関係があることを示す第１の情報を設定し、同一性なしと判定された場合、前記移動体画像データが対応付けられないことを示す第２の情報を前記第１の特徴データに設定し、前記第１の特徴データが対応付けられないことを示す第３の情報を前記移動体画像データに設定するマッピング処理手順と、
前記マッピング処理手順によって前記第２の情報が設定された前記第１の特徴データと、前記第３の情報が設定された前記移動体画像データとに基づいて、前記第１の移動体と前記第２の移動体との同一性を判定し、同一性ありと判定された場合、前記第２の特徴データと同一になるように前記第１の特徴データを補完する第１の補完処理と、同一性なしと判定された場合、前記第２の特徴データに基づく第２の観測データを生成する第２の補完処理とのうち、少なくとも前記第１の補完処理を実行する補完処理手順と、
前記マッピング処理手順または前記補完処理手順による処理結果を出力する出力処理手順と、
を実行することを特徴とするデータ補完方法。
【請求項２２】
領域を撮影した領域画像データの撮影時刻前後の観測時刻における第１の移動体およびその挙動を特定する第１の特徴データを含む第１の観測データと、前記領域画像データ上における前記領域内を移動する第２の移動体の画像と前記第２の移動体およびその挙動を特定する第２の特徴データとを含む移動体画像データと、に基づいて、前記第１の移動体と前記第２の移動体との同一性を判定し、同一性ありと判定された場合、前記移動体画像データおよび前記第１の特徴データとに対応関係があることを示す第１の情報を設定し、同一性なしと判定された場合、前記移動体画像データが対応付けられないことを示す第２の情報を前記第１の特徴データに設定し、前記第１の特徴データが対応付けられないことを示す第３の情報を前記移動体画像データに設定するマッピング処理手順と、
前記マッピング処理手順によって前記第２の情報が設定された前記第１の特徴データと、前記第３の情報が設定された前記移動体画像データとに基づいて、前記第１の移動体と前記第２の移動体との同一性を判定し、同一性ありと判定された場合、前記第２の特徴データと同一になるように前記第１の特徴データを補完する第１の補完処理と、同一性なしと判定された場合、前記第２の特徴データに基づく第２の観測データを生成する第２の補完処理とのうち、少なくとも前記第１の補完処理を実行する補完処理手順と、
前記マッピング処理手順または前記補完処理手順による処理結果を出力する出力処理手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするデータ補完プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データを補完するデータ補完装置、データ補完方法、およびデータ補完プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）が一般に公開されて以来、船舶や航空機、自動車等の移動体にＧＰＳ受信端末が搭載され、移動体の軌跡データを得やすい環境が整ってきている。たとえば、船舶の安全航行を目的とし、船舶自動識別装置（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ，  ＡＩＳ）が搭載される船舶がある。ＡＩＳには、ＧＰＳ受信端末が搭載または接続される。ＡＩＳは、ＧＰＳで測位した位置や速度などの船舶航跡データ（以降、ＡＩＳデータとする）を、定期的に近隣の港湾や船舶に無線で配信する。
【０００３】
また、解像度が高い衛星画像が比較的安価に入手できるようになったことから、写った移動体においてサイズや位置などの情報を抽出し、移動体の航跡データを組み合わせることにより、相互の情報の参照を支援する技術が開発されている。たとえば、船舶において、非特許文献１は、ＳＡＲ衛星画像から位置やサイズ、速度などの船舶情報を抽出し、ＡＩＳデータにおける船舶の座標やサイズや速度を比較することでＳＡＲ（合成開口レーダ：Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ  Ｒａｄａｒ）画像上の船舶画像とＡＩＳデータとをマッピングする手法を開示する。
【０００４】
当該手法では、ＳＡＲ衛星の撮影後に取得した１件のＡＩＳデータにおける速度と船舶の向きとを基に撮影時刻の位置を推測し、近傍手法を用いてサイズまたは速度の差が閾値以下のＡＩＳデータと船舶画像とが対応すると判断する。これにより、衛星画像上の船舶画像とＡＩＳデータを相互的に参照することが可能になり、欠損したＡＩＳデータや該当する船舶画像が無いＡＩＳデータなどを検出することが可能になる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】S.K. Chaturvedi, ”Ship Recognition by Integration of SAR and AIS”, Journal of Navigation, Volume 65, Issue 02, pp. 323-337, April 2012.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述した従来技術では、ＩＭＯ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｍａｒｉｔｉｍｅ  Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）番号（船舶識別番号）やサイズなど手入力された値に誤りがあったり、一つの船舶における時系列のＡＩＳデータに欠損がある場合、ＡＩＳデータと船舶画像との対応関係に誤りが発生する場合がある。
【０００７】
たとえば、サイズの値に誤りがあると、ＳＡＲ画像上の船舶画像から求めたサイズと乖離することとなり、正しく対応付けることができない。また、ＩＭＯ番号に誤りがある船舶は、海賊などの不審船が通常の船舶を偽装するなど、本来、異常な船舶として警告表示をすべき船舶である。しかしながら、ＡＩＳデータと船舶画像との対応関係に誤りがあると、誤警告をしてしまうという問題がある。
【０００８】
また、ＡＩＳの電源を入れ忘れやＡＩＳが故障していた場合、ＡＩＳデータを収集するストレージにおいて格納コストや通信コストを削減するためＡＩＳデータを間引いている場合など、ＡＩＳデータには欠損が生じることが多くある。このような場合、衛星画像の撮影時刻から乖離したＡＩＳデータから、船舶の座標値を推測しなくてはならい。しかしながら、速度の調整や旋回などの操作が行われた場合には衛星画像の撮影時刻を推測することは困難となる。特に、ＧＰＳの誤差や船舶が集中した海域の場合、必ずしもＡＩＳデータが示す座標値の近傍に船舶画像があるわけではなく、ＡＩＳデータと船舶画像との対応付けが困難になる。
【０００９】
本発明は、移動体の時系列な観測データと移動体の時系列な画像データとの対応関係についての信頼性の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される発明の一側面となるデータ補完装置、データ補完方法、およびデータ補完プログラムは、領域を撮影した領域画像データの撮影時刻前後の観測時刻における第１の移動体およびその挙動を特定する第１の特徴データを含む第１の観測データと、前記領域画像データ上における前記領域内を移動する第２の移動体の画像と前記第２の移動体およびその挙動を特定する第２の特徴データとを含む移動体画像データと、に基づいて、前記第１の移動体と前記第２の移動体との同一性を判定し、同一性ありと判定された場合、前記移動体画像データおよび前記第１の特徴データとに対応関係があることを示す第１の情報を設定し、同一性なしと判定された場合、前記移動体画像データが対応付けられないことを示す第２の情報を前記第１の特徴データに設定し、前記第１の特徴データが対応付けられないことを示す第３の情報を前記移動体画像データに設定するマッピング処理と、前記マッピング処理によって前記第２の情報が設定された前記第１の特徴データと、前記第３の情報が設定された前記移動体画像データとに基づいて、前記第１の移動体と前記第２の移動体との同一性を判定し、同一性ありと判定された場合、前記第２の特徴データと同一になるように前記第１の特徴データを補完する第１の補完処理と、同一性なしと判定された場合、前記第２の特徴データに基づく第２の観測データを生成する第２の補完処理とのうち、少なくとも前記第１の補完処理を実行する補完処理と、前記マッピング処理または前記補完処理による処理結果を出力する出力処理と、実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の代表的な実施の形態によれば、移動体の時系列な観測データと移動体の時系列な画像との対応関係の高精度化を図ることができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ＡＩＳデータと船舶画像データとの対応付けの一例を示す説明図である。
【図２】データ補完例１を示す説明図である。
【図３】データ補完例２を示す説明図である。
【図４】通信システムのシステム構成例を示す説明図である。
【図５】データ補完装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】衛星画像データのデータ構造例を示す説明図である。
【図７】船舶画像データのデータ構造例を示す説明図である。
【図８】ＡＩＳデータのデータ構造例を示す説明図である。
【図９】図８に示した時系列データのデータ構造例を示す説明図である。
【図１０】船舶対応データのデータ構造例を示す説明図である。
【図１１】データ補完装置による詳細な処理手順例を示すフローチャートである。
【図１２】図８に示したフィルタリング処理部によるフィルタリング処理（ステップＳ１１０１）の詳細な処理手順例を示すフローチャートである。
【図１３】図１１に示したマッピング処理部によるマッピング処理（ステップＳ１１０６）の詳細な処理手順例を示すフローチャート１である。
【図１４】図１１に示したマッピング処理部によるマッピング処理（ステップＳ１１０６）の詳細な処理手順例を示すフローチャート２である。
【図１５】推定航路と最大探索距離との関係を示す説明図である。
【図１６】図１３に示したタイムシフト処理（ステップＳ１３０６）の詳細な処理手順例を示すフローチャートである。
【図１７】図１４に示した最大探索距離算出処理（ステップＳ１４０１）の詳細な処理手順例を示すフローチャートである。
【図１８】図１４に示した対応スコア算出処理（ステップＳ１４０５）の詳細な処理手順例を示すフローチャートである。
【図１９】ｓｈｉｐの方向と方位角との関係を示す説明図である。
【図２０】図１１に示した補完処理部による再マッピング処理（ステップＳ１１０７）の詳細な処理手順例を示すフローチャート１である。
【図２１】図１１に示した補完処理部による再マッピング処理（ステップＳ１１０７）の詳細な処理手順例を示すフローチャート２である。
【図２２】異常・欠損補完例を示す説明図である。
【図２３】図５のデータの表示処理部によって出力されたＡＩＳデータの補完結果の出力画面の例を示す説明図である。
【図２４】図５のデータの表示処理部によって出力されたＡＩＳデータと船舶画像の出力画面の例１を示す説明図である。
【図２５】図５のデータの表示処理部によって出力されたＡＩＳデータと船舶画像の出力画面の例２を示す説明図である。
【図２６】図５のデータの表示処理部によって出力されたデータ表示図面の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る移動体情報補完装置の形態例を説明する。以下の図において、同一の符号を付した部分は同一物を表し、基本的な構成及び動作は同様であるものとする。尚、本発明の実施形態において、使用される機器、手法等は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではないことは勿論である。
【００１４】
更に、本発明の実施形態は、後述されるように、汎用コンピュータ上で稼動するソフトウェアで実装しても良いし専用ハードウェア又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせで実装しても良い。また、本発明はＡＩＳデータを一例としており、その他の移動体情報の補完にも対象となる。
【００１５】
＜ＡＩＳデータと船舶画像データとの対応付け＞
図１は、ＡＩＳデータと船舶画像データとの対応付けの一例を示す説明図である。図１では、ＡＩＳデータと船舶画像データとをマッピングした画面を示す。ＡＩＳデータと、船舶画像データの抽出元となる衛星画像データとは、それぞれ別ルートでかつ非同期で得られるデータである。ＡＩＳデータａ１は、船舶の船舶ＩＤ、船舶のサイズ、船舶の速さを含む。船舶画像データＡ１は、船舶画像ＩＤ、船舶のサイズ、船舶の速さを含む。ＡＩＳデータａ１と船舶画像データＡ１との対応付けは、両データを比較することにより行われる。たとえば、サイズの差および速さの差が許容範囲内であれば、同一船舶であるとして、ＡＩＳデータａ１と船舶画像データＡ１とが対応付けられる。
【００１６】
図１の例では、船舶画像データＡ１は、２０１２年１１月１１日１６：２５：０５に取得されたデータであり、ＡＩＳデータａ１は、同日の１６：００（図１中、ｔ０）、１６：２０（図１中、ｔ１）、１６：４０（図１中、ｔ２）に取得されたデータである。ｔ０〜ｔ２は、ＡＩＳデータａ１に含まれる時系列データであり、船舶の速さ、取得時刻、当該取得時刻での位置を含む。本実施例のように、ＡＩＳデータａ１と船舶画像データＡ１とを対応付けることにより、衛星画像上での船舶の時系列な航行経路を確認することができる。
【００１７】
＜データ補完例＞
図２は、データ補完例１を示す説明図である。データ補完例１では、ＡＩＳデータａ２に異常があった場合に、ＡＩＳデータａ２を補完することにより、ＡＩＳデータａ２と船舶画像データＡ２とを対応付ける例である。
【００１８】
（Ａ）  図２では、ＡＩＳデータａ２のサイズ（０ｍ、２３ｍ）のうち、船舶の長さが誤入力により「０ｍ」となっており、船舶の最短長さよりも短い。したがって、ＡＩＳデータａ２と船舶画像データＡ２とを対応付けることができない。このように、異常な値を含むＡＩＳデータａ２を異常データと呼ぶ。
【００１９】
（Ｂ）  本実施例では、異常データについて、データ補完装置が、異常値以外のデータにより船舶画像データＡ２と対応付けるのにふさわしいデータであるか否かを示す指標値となる対応スコアを求める。対応スコアにより、ＡＩＳデータａ２が船舶画像データＡ２と対応付けるのにふさわしいデータであると判断された場合には、データ補完装置は、船舶画像データにおける船舶の長さ「１０１ｍ」で、ＡＩＳデータａ２における船舶の長さ「０ｍ」を更新することにより、データ補完する。これにより、図１と同様、ＡＩＳデータａ２と船舶画像データＡ２とを対応付けることができるようになる。
【００２０】
図３は、データ補完例２を示す説明図である。データ補完例２は、ＡＩＳデータが欠損している場合に、ＡＩＳデータａ３を補完することにより、ＡＩＳデータａ３と船舶画像データＡ３とを対応付ける例である。
【００２１】
（Ａ）  ＡＩＳデータまたはＡＩＳデータ内の時系列データに欠損がある場合、ＡＩＳデータと船舶画像データＡ３とを対応付けることができない。
【００２２】
（Ｂ）  本実施例では、船舶画像データＡ３に対応付けるＡＩＳデータに欠損がある場合、データ補完装置は、船舶画像データＡ３を用いて、船舶画像データＡ３に対応するＡＩＳデータａ３を生成することにより、ＡＩＳデータを補完する。これにより、図１と同様、ＡＩＳデータａ３と船舶画像データＡ３とを対応付けることができるようになる。
【００２３】
＜システム構成例＞
図４は、通信システムのシステム構成例を示す説明図である。通信システム４００では、地球の周りを周回している３種類の人工衛星４０１〜４０３が用いられる。第１の人口衛星は、衛星画像を撮影して、データベースサーバ４０７に送信する人工衛星である。第２の人工衛星４０２は、ＡＩＳデータを送受信する人工衛星である。第３の人工衛星４０３は、時刻情報と第３の人工衛星４０３自身の軌道情報を含むＧＰＳ信号をＡＩＳ４０５に発信する人工衛星である。
【００２４】
また、通信システム４００は、ＡＩＳ４０５と、基地局４０６と、データベースサーバ４０７と、データ補完装置４０８と、を含む構成である。上述したように、ＡＩＳ４０５は、船舶４０４に搭載され、ＧＰＳ受信端末が搭載または接続される。ＡＩＳ４０５は、第３の人工衛星４０３からのＧＰＳ信号を受信し、当該ＡＩＳ４０５を搭載する船舶の位置や速度などのＡＩＳデータを測位して、定期的に近隣の港湾にある基地局４０６や船舶４０４、または第２の人工衛星４０２に無線で配信する。ＡＩＳデータが第２の人工衛星４０２に配信される場合は、ＡＩＳデータは、第２の人工衛星４０２から基地局４０６に配信される。
【００２５】
基地局４０６は、たとえば、港湾に設置され、船舶４０４のＡＩＳ４０５や第２の人工衛星４０２からのＡＩＳデータを受信して、データベースサーバ４０７に転送する。また、基地局４０６は、第１の人工衛星４０１が撮影した衛星画像データを第１の人工衛星４０１から受信して、データベースサーバ４０７に転送する。なお、衛星画像データは、基地局４０６以外の図示しない他の受信装置で受信して、データベースサーバ４０７に転送することとしてもよい。
【００２６】
データベースサーバ４０７は、ＡＩＳデータと衛星画像データとを蓄積する。なお、本例では、便宜上、同一のデータベースサーバ４０７が、ＡＩＳデータと衛星画像データとを蓄積するが、ＡＩＳデータを蓄積するデータベースサーバ４０７と、衛星画像データを蓄積するデータベースサーバ４０７とは、別サーバでもよい。いずれにしても、データ補完装置４０８に対して、ＡＩＳデータと衛星画像データとが与えられれば良い。
【００２７】
データ補完装置４０８は、海域エリアの衛星画像上の船舶画像データとＡＩＳデータとをマッピングし、ＡＩＳデータの異常（図２）または欠損（図３）を補完する。具体的には、データ補完装置４０８は、衛星画像データの撮影時刻の直近および直後の観測時刻での２つのＡＩＳデータを用いて、衛星画像データの撮影時刻における船舶４０４の位置の推測範囲を決定し、ＡＩＳデータの属性と船舶画像データから抽出できる属性を比較する。そして、データ補完装置４０８は、衛星画像に写っている船舶画像とＡＩＳデータを照合し、上述した異常または欠損を検出してＡＩＳデータを補完する。データ補完装置４０８の各機能については、図５で説明する。
【００２８】
＜データ補完装置４０８の構成例＞
図５は、データ補完装置４０８の構成例を示すブロック図である。図５において、データ補完装置４０８は、単独の計算機として示されているが、各構成部が遠隔的に配置され、それぞれがネットワークを介して接続されて構成される、計算機システムとして構成されるようにしても良い。
【００２９】
データ補完装置４０８は、衛星画像ＤＢ５００と、船舶画像ＤＢ５０１と、ＡＩＳデータＤＢ５０２と、船舶対応ＤＢ５０３と、マスタＤＢ５０５と、中央処理装置５０５と、入力装置５０６と、表示装置５０７と、データメモリ５０８と、プログラムメモリ５０９と、を有する。
【００３０】
衛星画像ＤＢ５００は、第１の人工衛星４０１により取得された衛星画像データを格納する。船舶画像ＤＢ５０１は、衛星画像データから抽出した船舶画像データを格納する。ＡＩＳデータＤＢ５０２は、定期的に収集されたＡＩＳデータを格納する。船舶対応ＤＢ５０３は、ＡＩＳデータと船舶画像データとの対応関係を示す船舶対応データを格納する。マスタＤＢ５０４は、既登録のＩＭＯ番号と、基準となる船舶４０４のサイズ範囲と、を格納する。これらＤＢ５００〜５０５は、不揮発性メモリやハードディスクなどの記憶装置によりその機能を実現する。また、これらＤＢ５００〜５０５の少なくともいずれか１つは、データベースサーバ４０７が保持する構成としてもよい。
【００３１】
中央処理装置５０５は、フィルタリング処理部５１１と、マッピング処理部５１２と、補完処理部５１３と、データ表示処理部５１４と、を有する。この形態例の場合、コンピュータによって構成され、フィルタリング処理部５１１、マッピング処理部５１２、補完処理部５１３およびデータの表示処理部５１４は、いずれもコンピュータ上で実行されるプログラムの機能の一部として実現される。なお、これらのプログラムは、プログラムメモリ５０９に格納される。フィルタリング処理部５１１、マッピング処理部５１２、補完処理部５１３およびデータ表示処理部５１４の詳細については後述する。
【００３２】
入力装置５０６は、データを中央処理装置５０５に入力し、表示装置５０７は、中央処理装置５０５からのデータを表示する。データメモリ５０８は、衛星画像データ５２１と、船舶画像データ５２２と、ＡＩＳデータ５２３と、船舶対応データ５２４と、を格納する。プログラムメモリ５０９は、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）や、フィルタリング処理部５１１、マッピング処理部５１２、補完処理部５１３およびデータの表示処理部５１４を実現するプログラムを格納する。
【００３３】
＜データ構造例＞
つぎに、図２に示した各種ＤＢ５００〜５０５およびデータメモリ５０８に格納されるデータのデータ構造例について説明する。
【００３４】
図６は、衛星画像データ５２１のデータ構造例を示す説明図である。衛星画像データ５２１は、衛星画像ＤＢ５００に記憶されており、中央処理装置５０５により読み出されてデータメモリ５０８に書き込まれる。そして、更新後は、再度衛星画像ＤＢ５００に格納される。
【００３５】
衛星画像データ５２１は、衛星画像ＩＤ６００と、撮影時刻６０１と、最小経度６０２と、最小緯度６０３と、最大経度６０４と、最大緯度６０５と、ピクセルデータ６０６と、を含み、たとえば配列の形式でこれらの情報が保有される。
【００３６】
衛星画像ＩＤ６００は、衛星画像データ５２１において一意に振られた値が保持される。撮影時刻６０１には、値として、衛星画像を撮影した日付が保持される。最小経度６０２、最小緯度６０３、最大経度６０４、および最大緯度６０５には、それぞれ、値として、天体表面上の地理座標系において衛星画像の範囲を示す座標値が保持される。ピクセルデータ６０６には、ＲＧＢカラーモデルの値が衛星画像の大きさに従った二次元配列上に保持される。ピクセルデータ６０６が表示装置において衛星画像として表示される。
【００３７】
図７は、船舶画像データ５２２のデータ構造例を示す説明図である。船舶画像データ５２２は、船舶画像ＤＢ５０１に記憶されており、中央処理装置５０５により読み出されてデータメモリ５０８に書き込まれる。そして、更新後は、再度船舶画像ＤＢ５０１に格納される。なお、船舶画像データ５２２は、既存技術により衛星画像データから抽出されたデータである。
【００３８】
船舶画像データ５２２は、衛星画像ＩＤ７００と、船舶画像ＩＤ７０１と，経度７０２と、緯度７０３と、速度７０４と、方向７０５と、長さ７０６と、幅７０７と、ピクセルデータ７０８と、データ状態７０９と、を含み、たとえば配列の形式でこれらの情報が保有される。
【００３９】
船舶画像ＩＤ７０１には、船舶画像データ５２２に対して一意に振られた値が保持される。経度７０２および緯度７０３には、それぞれ、値として、天体表面上の地理座標系における船舶４０４の座標値が保持される。速度７０４には、値として、船舶画像データから抽出した船舶４０４の速度が保持される。方向７０５には、値として、船舶画像データから抽出した船舶４０４の向き情報が保持される。長さ７０６および幅７０７は、値として、船舶画像データから抽出した船舶４０４のサイズが保持される。ピクセルデータ７０８は、衛星画像データから検出された船舶画像の大きさに従ってＲＧＢカラーモデルの値が二次元配列上に保持される。ピクセルデータ７０８が表示装置において船舶画像として表示される。
【００４０】
データ状態７０９には、値として、当該船舶画像として表示される船舶４０４のＡＩＳ４０５からＡＩＳデータが発信されていたかどうかを示す識別情報が保持される。具体的には、たとえば、ＡＩＳデータと船舶画像データとのマッピング処理により、当該船舶画像データに対応するＡＩＳデータが存在する場合には「正常」が格納され、対応するＡＩＳデータが存在しない場合には「欠損」が格納される。なお、デフォルトの場合、データ状態７０９には「ＮＵＬＬ」が保持される。
【００４１】
図８は、ＡＩＳデータ５２３のデータ構造例を示す説明図である。ＡＩＳデータ５２３は、ＡＩＳデータＤＢ５０２に記憶されており、中央処理装置５０５により読み出されてデータメモリ５０８に書き込まれる。そして、更新後は、再度ＡＩＳデータＤＢ５０２に格納される。
【００４２】
ＡＩＳデータ５２３は、船舶ＩＤ８００と、ＩＭＯ番号８０１と、船舶名８０２と、長さ８０３と、幅８０４と、ピクセルデータ８０５と、時系列データ８０６と、データ状態８０７と、を含み、たとえば配列の形式でこれらの情報が保有される。なお、ＩＭＯ番号８０１、船舶名８０２、長さ８０３、幅８０４、ピクセルデータ８０５、および時系列データ８０６は、手動で入力されるデータである。
【００４３】
船舶ＩＤ８００には、ＡＩＳデータ５２３に対して一意に振られた値が保持される。ＩＭＯ番号８０１には、値として、国際海事機関において大型船に割り振られた船舶４０４識別番号が保持される。船舶名８０２には、値として、ＩＭＯに登録した船の名前が保持される。長さ８０３および幅８０４には、値として、ＩＭＯに登録した船舶４０４のサイズが保持される。ピクセルデータ８０５には、ＲＧＢカラーモデルの値が船舶４０４写真の大きさに従って二次元配列上に保持される。ピクセルデータ８０５が表示装置において船舶画像として表示される。
【００４４】
時系列データ８０６には、時刻ごとの船舶４０４の位置や速度などの情報が保持される。時系列データ８０６の詳細については、図９で後述する。データ状態８０７には、値として、ＡＩＳデータのＩＭＯ番号やサイズに誤入力があるかどうかを示す識別情報が保持される。ＡＩＳデータにおけるＩＭＯ番号８０１が異常の場合には、「ＩＭＯ番号異常」が格納され、長さ８０３や幅８０４が異常の場合には、「サイズ異常」が格納される。また、ＡＩＳデータと船舶画像のマッピング処理により当該ＡＩＳデータに対応する船舶画像がある場合には、データ状態８０７に「正常」が格納される。なお、デフォルトの場合、データ状態８０７に「ＮＵＬＬ」が保持される。
【００４５】
図９は、図８に示した時系列データのデータ構造例を示す説明図である。時系列データ８０６は、時系列ＩＤ９０１と、受信時刻９０２と、経度９０３と、緯度９０４と、速度９０５と、データ状態９０６と、を含み、たとえば配列の形式でこれらの情報が保有される。時系列ＩＤ９０１には、時系列データ８０６に対して一意に振られた値が保持される。受信時刻９０２には、値として、当該時系列データが受信した時刻が保持される。経度９０３および緯度９０４は、値として、時系列データが発信されたときの船舶４０４の座標情報が保持される。速度９０５は、値として、時系列データが発信されたときの船舶４０４の速度が保持される。データ状態９０６には、値として、一定間隔で時系列データが受信されているかの識別情報が保持される。なお、一定間隔で次の時系列データが受信されていない場合、すなわち、時系列の中で部分欠損がある場合には欠損がある前の時系列データのデータ状態９０６に「部分欠損」が登録される。デフォルトの場合、データ状態９０６にＮＵＬＬが保持される。
【００４６】
図１０は、船舶対応データ５２４のデータ構造例を示す説明図である。船舶対応データ５２４は、ＡＩＳデータと船舶画像データとの対応関係を示す情報である。船舶対応データ５２４は、データメモリ５０８上で生成され、船舶対応ＤＢ５０３に格納される。
【００４７】
船舶対応データ５２４は、船舶ＩＤ１０００と、船舶画像ＩＤ１００１と、サイズ対応スコア１００２と、速度対応スコア１００３と、船種対応スコア１００４と、方向対応スコア１００５と、先行時系列データのシフト後の経度１００６と、先行時系列データのシフト後の緯度１００７と、後続時系列データのシフト後の経度１００８と、後続時系列データのシフト後の緯度１００９と、最大探索距離１０１０と、対応関係成立フラグ１０１１と、を含み、たとえば配列の形式でこれらの情報が保有される。
【００４８】
サイズ対応スコア１００２には、値として、船舶４０４のサイズを船舶画像データとＡＩＳデータとで比較した際のサイズ差の度合を表すスコアが保持される。速度対応スコア１００３には、値として、船舶４０４の速度を船舶画像データとＡＩＳデータとで比較した際の速度差の度合を表すスコアが保持される。船種対応スコア１００４には、値として、船舶４０４のピクセルデータを船舶画像データとＡＩＳデータとで比較した際のピクセル差の度合を表すスコアが保持される。
【００４９】
方向対応スコア１００５には、船舶４０４の方向を船舶画像データとＡＩＳデータとで比較した際の方向差の度合を表すスコアが保持される。また、サイズ対応スコア１００２、速度対応スコア１００３、船種対応スコア１００４および方向対応スコア１００５には、正規化された値が入力され、これらの合計の範囲は、たとえば、［０，１］である。
【００５０】
先行時系列データのシフト後の経度１００６および先行時系列データのシフト後の緯度１００７には、値として、衛星画像の撮影時刻前のある時系列データ（先行時系列データ）を当該衛星画像の撮影時刻へタイムシフトした場合の推測撮影時刻における経度および緯度が保持される。先行時系列データは、衛星画像の撮影時刻前であれば、どの時点で観測されたデータでもよいが、衛星画像の撮影時刻の直前に観測された経度および緯度が好ましい。
【００５１】
同様に、後続時系列データのシフト後の経度１００８および後続時系列データのシフト後の緯度１００９には、値として、衛星画像の撮影時刻後における先行時系列データの直後の時系列データ（後続時系列データ）を当該衛星画像の撮影時刻へタイムシフトした場合の推測撮影時刻における経度および緯度が保持される。後続時系列データは、衛星画像の撮影時刻後であれば、どの時点で観測されたデータでもよいが、衛星画像の撮影時刻の直後に観測された経度および緯度が好ましい。
【００５２】
最大探索距離１０１０には、値として、ＡＩＳデータが示す船舶４０４の位置から該当する船舶画像を探索する際の範囲を設定するための距離が保持される。対応関係成立フラグ１０１１には、値として、船舶ＩＤ１０００により特定されるＡＩＳデータと、船舶画像ＩＤ１００１により特定される船舶画像データとの間に対応関係が成立したか否かを示す情報が設定される。ここでは、デフォルトを「０」（未成立）とし、対応関係が成立した場合「１」とする。船舶ＩＤ１０００により特定されるＡＩＳデータと、対応スコアが最大の船舶画像ＩＤ１００１により特定される船舶画像データにおける対応スコアが閾値以上の場合、対応関係成立フラグが“１”に設定される。
【００５３】
＜各処理部５１１〜５１４の処理内容＞
つぎに、図２に示したフィルタリング処理部５１１、マッピング処理部５１２、補完処理部５１３およびデータ表示処理部５１４について説明する。
【００５４】
フィルタリング処理部５１１は、ＡＩＳデータＤＢ５０２内のＡＩＳデータ群において、ＩＭＯ番号やサイズなど手入力されたデータの異常や部分欠損のＡＩＳデータをあらかじめフィルタリングするフィルタリング処理を実行する。具体的には、たとえば、フィルタリング処理部５１１は、ＡＩＳデータＤＢ５０２内のＡＩＳデータをデータメモリ５０８に書込み、ＡＩＳデータごとに、異常であるか否かを判断する。ＩＭＯ番号に異常がある場合、そのＡＩＳデータのデータ状態に「ＩＭＯ番号異常」を設定し、船舶４０４のサイズに異常がある場合、そのＡＩＳデータのデータ状態に「サイズ異常」を設定する。これにより、どのＡＩＳデータに誤入力があったかを特定することができる。
【００５５】
また、フィルタリング処理部５１１は、該当する場合には、そのＡＩＳデータにおける時系列データのデータ状態に「部分欠損」を設定する。たとえば、一定期間おきに時系列データが受信されていない場合、時系列データが欠損している。したがって、フィルタリング処理部５１１は、欠損直前の時系列データのデータ状態に「部分欠損」を設定する。これにより、どの時系列データ群のどの時点で欠損があったかを特定することができる。
【００５６】
マッピング処理部５１２は、フィルタリング処理部５１１において異常と部分欠損と判断されたＡＩＳデータについて、船舶画像データとのマッピング処理を行い、当該ＡＩＳデータを、正常データ、異常データ、欠損データの３種類に分類する。正常データとは、対応の船舶画像データが存在するＡＩＳデータである。異常データとは、対応の船舶画像が存在しない、または、ＩＭＯ番号やサイズなど誤入力されたＡＩＳデータである。欠損データとは、対応関係を結べない船舶画像データに対し時系列データが欠損したＡＩＳデータ、または、一定時間間隔で時系列データが受信されなかった部分欠損のＡＩＳデータである。正常データであれば、図１に示したように、船舶画像データと対応づけられるため、ＡＩＳデータと衛星画像データとで相互的に情報の参照が可能となる。
【００５７】
補完処理部５１３は、異常データや欠損データと対応関係が無かった船舶画像データについて、再度マッピング処理を実行する。具体的には、たとえば、補完処理部５１３は、フィルタリング処理部５１１とマッピング処理部５１２で分類した異常データと、ＡＩＳデータが欠損する船舶画像データとを用いて、再度マッピング処理を行い、船舶画像データを基に異常と欠損のＡＩＳデータを補完する。
【００５８】
なお、補完処理部５１３は、船舶画像データからＩＭＯ番号を抽出できない場合、再度マッピング処理の時点で、「ＩＭＯ番号異常」のＡＩＳデータを除去する。また、ＡＩＳデータと船舶画像データとの対応スコアを計算する際、ＡＩＳデータの異常によって対応基準を決める。たとえば、補完処理部５１３は、サイズ異常のＡＩＳデータにおいて、対応基準にまずサイズを除き、残りの対応基準において任意に組み合わせて対応スコアを計算する。これにより異常・欠損データを補完でき、衛星画像上の船舶画像データとＡＩＳデータとの相互的な参照精度の向上を図る。
【００５９】
データ表示処理部５１４は、補完処理部５１３によるマッピング結果を反映した衛星画像を表示装置に表示する。たとえば、データ表示処理部５１４は、船舶対応データ５２４を参照することにより、対応関係がある船舶画像データおよびＡＩＳデータの組み合わせを表示する。なお、本実施例では、データ表示処理部５１４によりマッピング結果を表示することとしたが、外部装置に出力、送信、または格納することとしてもよい。
【００６０】
＜補完処理手順例＞
図１１は、データ補完装置４０８による詳細な処理手順例を示すフローチャートである。データ補完装置４０８は、フィルタリング処理部５１１により上述したフィルタリング処理を実行し（ステップＳ８０１）、衛星画像ＤＢ５００の１以上の衛星画像群をデータメモリ５０８に格納する（ステップＳ１１０２）。フィルタリング処理（ステップＳ１１０１）は、ＩＭＯ番号やサイズなど手入力されたデータの異常や一定間隔で受信されなかった部分欠損のＡＩＳデータが誤って関連のない船舶画像データと対応関係を結ぶことを回避するための処理である。フィルタリング処理（ステップＳ１１０１）の詳細については図１２で説明する。
【００６１】
つぎに、データ補完装置４０８は、データメモリ５０８上の衛星画像群の中から１枚の衛星画像ｐを取得する（ステップＳ１１０３）。このあと、データ補完装置４０８は、衛星画像ｐの中から船舶画像を特定し、特定した船舶画像を含む船舶画像データ５２２を、船舶画像ＤＢから読み出してデータメモリ５０８に格納する（ステップＳ１１０４）。また、データ補完装置４０８は、フィルタリング処理（ステップＳ１１０１）済みのＡＩＳデータ群が格納されているＡＩＳデータＤＢ５０２から、衛星画像ｐの撮影時刻の直前の時系列データおよび直後の時系列データを含むＡＩＳデータ５２３を読み出して、データメモリ５０８に格納する（ステップＳ１１０５）。そして、データ補完装置４０８は、マッピング処理部５１２により、ＡＩＳデータ５２３と衛星画像ｐ上の船舶画像データ５２２とのマッピング処理を実行する（ステップＳ１１０６）。
【００６２】
マッピング処理（ステップＳ１１０６）は、フィルタリング処理（ステップＳ１１０１）によって異常や部分欠損していないＡＩＳデータについて、一つの衛星画像に映る各船舶画像とマッピングを行い、ＡＩＳデータを正常データまたは異常データに分類し、船舶画像データを正常データまたは欠損データに分類する処理である。なお、マッピング処理（ステップＳ１１０６）の詳細は、図１３および図１４を用いて詳細に後述する。
【００６３】
つぎに、データ補完装置４０８は、補完処理部５１３により、再度マッピング処理を実行する（ステップＳ１１０７）。具体的には、たとえば、補完処理部５１３は、異常データに基づいて衛星画像の撮影時刻での船舶４０４の推測位置を求めて、欠損データとのマッピング処理を行い、データの補完を行う。なお、再マッピング処理（ステップＳ１１０７）については、図１５を用いて後述する。
【００６４】
つぎに、データ補完装置４０８は、データメモリ５０８のデータをＤＢに書き込み（ステップＳ１１０８）、衛星画像データ５２１におけるすべての衛星画像を処理したか確認する（ステップＳ１１０９）。ステップＳ１１０９において、すべての衛星画像を処理していない場合（ステップＳ１１０９：Ｎｏ）、残りの衛星画像を処理するため、ステップＳ１１０３の処理に戻る。また、ステップＳ１１０９において、すべての衛星画像を処理した場合（ステップＳ１１０９：Ｙｅｓ）、データ補完装置４０９は、データ表示処理部５１４により、データ表示処理を実行する（ステップＳ１１１０）。データ表示処理（ステップＳ１１１０）では、データ表示処理部５１４は、ＡＩＳデータと船舶画像データと関連付けて表示する。なお、データ表示処理（ステップＳ１１１０）の表示内容例は、図２３〜図２６を用いて詳細に後述する。
【００６５】
＜フィルタリング処理手順例＞
図１２は、図８に示したフィルタリング処理部５１１によるフィルタリング処理（ステップＳ１１０１）の詳細な処理手順例を示すフローチャートである。フィルタリング処理部５１１は、ＡＩＳデータＤＢ５０２からＡＩＳデータを読み出してデータメモリ５０８に格納する（ステップＳ１２０１）。つぎに、フィルタリング処理部５１１は、１件の未取得のＡＩＳデータＡＩＳ４０５をデータメモリ５０８から取得する（ステップＳ１２０２）。取得したＡＩＳ４０５がフィルタリング対象となるＡＩＳデータである。
【００６６】
つぎに、フィルタリング処理部５１１は、マスタＤＢ５０４内のＩＭＯ番号を参照して、ＡＩＳ４０５のＩＭＯ番号が異常であるか否かを判断する（ステップＳ１２０３）。具体的には、たとえば、フィルタリング処理部５１１は、ＡＩＳ４０５のＩＭＯ番号がマスタＤＢ５０４内の既登録のＩＭＯ番号と一致するか否かを判断する。
【００６７】
不一致の場合は、ＡＩＳ４０５のＩＭＯ番号が既登録のＩＭＯ番号と一致せず、マスタＤＢ５０４に存在しないことになる。したがって、異常と判断される。異常と判断された場合（ステップＳ１２０３：Ｙｅｓ）、フィルタリング処理部５１１は、ＡＩＳ４０５のデータ状態に「ＩＭＯ番号異常」を登録して（ステップＳ１２０４）、ステップＳ１２１１に移行する。
【００６８】
一方、ＡＩＳ４０５のＩＭＯ番号が既登録のＩＭＯ番号と一致する場合は、ＡＩＳ４０５のＩＭＯ番号がマスタＤＢ５０４に存在することになる。したがって、正常と判断される。正常と判断された場合（ステップＳ１２０３：Ｎｏ）、フィルタリング処理部５１１は、マスタＤＢ５０４内のサイズ範囲を示す情報を参照して、ＡＩＳ４０５の船舶サイズが異常であるか否かを判断する（ステップＳ１２０５）。船舶サイズとは、船舶４０４の幅および長さである。
【００６９】
マスタＤＢ５０４には、幅および長さの各々について基準となるサイズ範囲を示す情報が格納されている。フィルタリング処理部５１１は、幅および長さのうち少なくともいずれか一方がサイズ範囲内にない場合、サイズ異常と判断し、幅および長さの両方がサイズ範囲内である場合、サイズ正常と判断する。
【００７０】
したがって、フィルタリング処理部５１１は、サイズ異常と判断した場合（ステップＳ１２０５：Ｙｅｓ）、ＡＩＳ４０５のデータ状態に「サイズ異常」を登録し、ステップＳ１２０７に移行する。一方、サイズ異常でないと判断した場合（ステップＳ１２０５：Ｎｏ）、ステップＳ１２０７に移行する。
【００７１】
ステップＳ１２０７において、ＡＩＳ４０５の時系列データ群の中から未取得である連続２件の時系列データを取得する（ステップＳ１２０７）。ここで、処理対象となる２件の連続する時系列データをｔ１、ｔ２とする。ｔ１が先行時系列データであり、ｔ２がｔ１の直後に観測された後続時系列データである。
【００７２】
フィルタリング処理部５１１は、ｔ１の受信時刻とｔ２の受信時刻とを比較して、受信時刻の差がしきい値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１２０９）。すなわち、フィルタリング処理部５１１は、一定時間間隔でｔ１、ｔ２が受信されているか否かを確認することで、ｔ１とｔ２との間に時系列データの欠損があるか否かを判断する。
【００７３】
受信時刻の時間差がしきい値以上である場合（ステップＳ１２０９：Ｙｅｓ）、フィルタリング処理部５１１は、ｔ１のデータ状態に「部分欠損」を登録する（ステップＳ１２０９）。一方、しきい値以上でない場合（ステップＳ１２０９：Ｎｏ）、ステップＳ１２１０に移行する。ステップＳ１２１０では、フィルタリング処理部５１１は、ＡＩＳ４０５において未取得である連続２件の時系列データがあるか否かを判断する（ステップＳ１２１０）。
【００７４】
未取得の連続２件の時系列データがある場合（ステップＳ１２１０：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２０７に戻り、フィルタリング処理部５１１は、ＡＩＳ４０５の時系列データ群の中から未取得である連続２件の時系列データを取得する（ステップＳ１２０７）。一方、未取得の連続２件の時系列データがない場合（ステップＳ１２０７：Ｎｏ）、ステップＳ１２１１に移行する。
【００７５】
ステップＳ１２１１では、フィルタリング処理部５１１は、データメモリ５０８上のすべてのＡＩＳデータを処理したか否かを判断する（ステップＳ１２１１）。未処理のＡＩＳデータが有る場合（ステップＳ１２１１：Ｎｏ）、ステップＳ１２０２に戻り、フィルタリング処理部５１１は、データメモリ５０８から未取得の１件のＡＩＳデータＡＩＳ４０５を取得する（ステップＳ１２０２）。
【００７６】
一方、すべてのデータを処理した場合（ステップＳ１２１１：Ｙｅｓ）、フィルタリング処理部５１１は、データメモリ５０８上のＡＩＳデータ群をＡＩＳデータＤＢ５０２に書き戻す（ステップＳ１２１２）。したがって、ＡＩＳデータＤＢ５０２内のＡＩＳデータ群は、フィルタリング処理（ステップＳ１１０１）によるフィルタリング後の内容となる。これにより、フィルタリング処理（ステップＳ１１０１）を終了し、ステップＳ１１０２に移行する。
【００７７】
このように、フィルタリング処理部５１１は、フィルタリング処理（ステップＳ１１０１）によって、ＡＩＳデータと船舶画像データをマッピング処理（ステップＳ１１０６）する前に、あらかじめフィルタリングする。これにより、ＩＭＯ番号やサイズなど手入力されたデータの異常や一定間隔で受信されなかった部分欠損のＡＩＳデータが誤って関連のない船舶画像データと対応関係を結ぶことを回避することができる。なお、フィルタリング処理部５１１は、データ補完装置４０８外の外部装置にあってもよい。その場合、データ補完装置４０８は、フィルタリング結果を当該外部装置から取得すればよい。
【００７８】
＜マッピング処理手順例＞
図１３および図１４は、図１１に示したマッピング処理部５１２によるマッピング処理（ステップＳ１１０６）の詳細な処理手順例を示すフローチャートである。マッピング処理部５１２は、まず、図１１のステップＳ１１０５でデータメモリ５０８に格納されたＡＩＳデータ群の中から１件のＡＩＳデータＡＩＳ４０５を取得する（ステップＳ１３０１）。
【００７９】
つぎに、マッピング処理部５１２は、ステップＳ１３０１で取得したＡＩＳ４０５のデータ状態が異常であるか否かを判断する（ステップＳ１３０２）。具体的には、たとえば、マッピング処理部５１２は、ＡＩＳ４０５のデータ状態８０７に「ＩＭＯ番号異常」や「サイズ異常」が登録されている場合、ＡＩＳ４０５が異常と判断する。
【００８０】
異常であると判断された場合（ステップＳ１３０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１３０８に移行する。一方、異常でないと判断された場合（ステップＳ１３０２：Ｎｏ）、ＡＩＳ４０５の中から、図１１のステップＳ１１０４でデータメモリ５０８に格納された衛星画像ｐの撮影時刻の直前に受信した時系列データ（以降、ｔ１とする）と、直後に受信した時系列データ（以降、ｔ２とする）を取得する（ステップＳ１３０３）。
【００８１】
そして、部分欠損のＡＩＳデータでは座標値や速度などが撮影時刻のデータと大きくずれ、誤って関連のない船舶画像と対応関係を結ぶことを回避するために、マッピング処理部５１２は、ステップＳ１３０３で取得した時系列データｔ１のデータ状態が「部分欠損」であるか否かを判断する（ステップＳ１３０４）。部分欠損である場合（ステップＳ１３０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ１３０８に移行する。一方、部分欠損でない場合（ステップＳ１３０４：Ｎｏ）、マッピング処理部５１２は、時系列データｔ１または時系列データｔ２の少なくともいずれか一方における船舶４０４の座標値が、衛星画像ｐの範囲外であるか否かを判断する（ステップＳ１３０５）。
【００８２】
範囲外である場合（ステップＳ１３０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ１３０８に移行する。一方、範囲内である場合（ステップＳ１３０５：Ｎｏ）、マッピング処理部５１２は、タイムシフト処理を実行する（ステップＳ１３０６）。タイムシフト処理（ステップＳ１３０６）とは、時系列データｔ１、ｔ２の各受信時刻を衛星画像ｐの撮影時刻にシフトさせ、撮影時刻での船舶４０４の推定座標値を示す時系列データｔ１´、ｔ２´を求める処理である。タイムシフト処理（ステップＳ１３０６）の詳細については図１６で後述する。
【００８３】
タイムシフト処理（ステップＳ１３０６）のあと、マッピング処理部５１２は、時系列データｔ１´またはｔ２´の少なくともいずれか一方における船舶４０４の推定座標値が、衛星画像ｐの範囲外であるか否かを判断する（ステップＳ１３０７）。範囲内である場合（ステップＳ１３０７：Ｎｏ）、図１４のステップＳ１４０１〜Ｓ１４０９を実行し、ステップＳ１３０８に移行する。図１４のステップＳ１４０１〜Ｓ１４０９は、ＡＩＳ４０５と船舶画像データとの対応関係を構築する処理である。一方、範囲外である場合（ステップＳ１３０５：Ｙｅｓ）、マッピング処理部５１２は、図１４のステップＳ１４０１〜Ｓ１４０９を実行せずに、ステップＳ１３０８に移行する。
【００８４】
ステップＳ１３０８では、マッピング処理部５１２は、データメモリ５０８上のＡＩＳデータがすべてについてステップＳ１３０１〜Ｓ１３０７が実行されたか否かを判断する。未処理のＡＩＳデータが有る場合（ステップＳ１３０８：Ｎｏ）、ステップＳ１３０１に戻る。一方、未処理のＡＩＳデータがない（ステップＳ１３０８：Ｙｅｓ）、マッピング処理部５１２は、ＡＩＳ４０５と対応関係がないと判断された船舶画像データのデータ状態に「欠損」を登録し（ステップＳ１３０９）、船舶画像データと対応関係が結べないと判断されたＡＩＳ４０５のデータ状態に「異常」を登録する（ステップＳ１３１０）。これにより、マッピング処理（ステップＳ１１０６）を終了し、図１１のステップＳ１１０７に移行する。
【００８５】
このように、マッピング処理（ステップＳ１１０６）では、フィルタリング処理（ステップＳ１１０１）によって異常や部分欠損していないＡＩＳデータについて、一つの衛星画像に映る各船舶画像データとマッピングを行い、ＡＩＳデータを正常データまたは異常データに分類し、船舶画像データを正常データまたは欠損データに分類することができる。
【００８６】
つぎに、図１４について説明する。図１４は、図１３のステップＳ１３０７で、時系列データｔ１´またはｔ２´の少なくともいずれか一方における船舶４０４の推定座標値が、衛星画像ｐの範囲内であると判断された場合（ステップＳ１３０７：Ｎｏ）の処理を示す。
【００８７】
ステップＳ１３０７：Ｎｏの場合、マッピング処理部５１２は、最大探索距離算出処理を実行する（ステップＳ１４０１）。最大探索距離算出処理（ステップＳ１４０１）とは、ＡＩＳデータにおける最大探索距離(以降、Ｄとする)を算出する処理である。最大探索距離Ｄとは、時系列データｔ１´、ｔ２´での船舶４０４の各推定座標値を結ぶ船舶４０４の直線航路Ｌからの距離である。必ずしもＡＩＳ４０５の船舶４０４の座標値の近傍に船舶画像データでの船舶４０４の座標値があるわけではないため、直線航路Ｌからの最大探索距離Ｄを求め、最大探索距離Ｄの範囲内の船舶画像が、ＡＩＳ４０５との対応関係を関係づける対象とする。ここで、時系列データｔ１、ｔ２、ｔ１´、ｔ２´、推定航路Ｌ、最大探索距離Ｄとの関係を図示する。
【００８８】
図１５は、推定航路Ｌと最大探索距離Ｄとの関係を示す説明図である。領域Ｒは、時系列データｔ１´の座標値から時系列データｔ２´までの間で船舶４０４が航行しうる領域となる。なお、図１４の最大探索距離算出処理（ステップＳ１４０１）の詳細については図１７で後述する。
【００８９】
図１４において、最大探索距離算出処理（ステップＳ１４０１）のあと、マッピング処理部５１２は、図１１のステップＳ１１０４でデータメモリ５０８に格納した、衛星画像ｐ上の船舶画像を含む船舶画像データ群の中から、１件の船舶画像データ（以下、ｓｈｉｐとする）を取得する（ステップＳ１４０２）。
【００９０】
つぎに、マッピング処理部５１２は、ｓｈｉｐの座標値から推定航路Ｌまでの最短距離ｄｉｓｔを算出する（ステップＳ１４０３）。最短距離ｄｉｓｔは、天体表面上の地理座標系におけるｓｈｉｐの座標値（経度ｘ，緯度ｙ）からｔ１´の座標値（経度ｘ１´，緯度ｙ１´）とｔ２´の座標値（経度ｘ２´，緯度ｙ２´）の線分（直線航路Ｌ）までの距離である。ｄｉｓｔは、下記式（１）により算出される。なお、式（１）のｒは地球の赤道半径である。
【００９１】
【数１】
2015036832.tif 000003
【００９２】
そして、マッピング処理部５１２は、算出したｄｉｓｔが最大探索距離Ｄ以下であるか否かを判断する（ステップＳ１４０４）。すなわち、ｓｈｉｐの座標値が領域Ｒ内に存在するか否かを判断する。ｄｉｓｔが最大探索距離Ｄ以下でない場合（ステップＳ１４０４：Ｎｏ）、ステップＳ１４０６に移行する。一方、ｄｉｓｔが最大探索距離Ｄ以下である場合（ステップＳ１４０５：Ｙｅｓ）、マッピング処理部５１２は、対応スコア算出処理を実行して（ステップＳ１４０５）、ステップＳ１４０６に移行する。
【００９３】
対応スコア算出処理（ステップＳ１４０５）とは、対応スコアを計算する処理である。対応スコアとは、船舶４０４のサイズと速度と船種と方向とを基準として、ＡＩＳデータにより特定される船舶と船舶画像データにより特定される船舶との同一性の確からしさを示す指標値であり、ＡＩＳデータと船舶画像データとが対応関係にあるかどうかを示す。本例では、対応スコアが高いほど、ＡＩＳデータにより特定される船舶と船舶画像データにより特定される船舶との同一性があり、ＡＩＳデータと船舶画像データとが対応関係にあるものとする。対応スコア算出処理（ステップＳ１４０５）の詳細については図１８で後述する。
【００９４】
ｓｈｉｐについて対応スコアを算出したあと、マッピング処理部５１２は、データメモリ５０８上のすべての船舶画像データを処理したか否かを判断する（ステップＳ１４０６）。処理していない場合（ステップＳ１４０６：Ｎｏ）、ステップＳ１４０２に戻り、マッピング処理部５１２は、再度ｓｈｉｐを取得する（ステップＳ１４０２）。一方、処理した場合（ステップＳ１４０６：Ｙｅｓ）、マッピング処理部５１２は、対応スコアが算出された船舶画像データ群の中から最大対応スコアの船舶画像データ（以下、Ａとする）を取得する（ステップＳ１４０７）。
【００９５】
そして、マッピング処理部５１２は、ａｉｓとＡとの対応スコアが閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１４０８）。閾値以上である場合（ステップＳ１４０８：Ｙｅｓ）、ａｉｓとＡは同一船舶に関するデータであるとみなして、マッピング処理部５１２は、ａｉｓおよびＡの各データ状態に「正常」を登録し、ａｉｓおよびＡについての船舶対応データ５２４の対応関係成立フラグを“１”に設定する（ステップＳ１４０９）、図１３のステップＳ１３０８に移行する。一方、閾値以上でない場合（ステップＳ１４０８：Ｎｏ）、図１３のステップＳ１３０８に移行する。これにより、ａｉｓおよびＡの各データ状態「正常」と、ａｉｓおよびＡを対応付けた船舶対応データとにより、ａｉｓおよびＡが対応付けられる。
【００９６】
このように、マッピング処理（ステップＳ１１０６）を実行することにより、フィルタリング処理（ステップＳ１１０１）によって異常や部分欠損していないＡＩＳデータについて、ＡＩＳデータを正常データまたは異常データに分類し、船舶画像データを正常データまたは欠損データに分類することができる。
【００９７】
＜タイムシフト処理手順例＞
図１６は、図１３に示したタイムシフト処理（ステップＳ１３０６）の詳細な処理手順例を示すフローチャートである。上述したように、タイムシフト処理（ステップＳ１３０６）は、図１５に示したように、時系列データｔ１、ｔ２の各受信時刻を衛星画像ｐの撮影時刻にシフトさせ、撮影時刻での船舶４０４の推定座標値を示す時系列データｔ１´、ｔ２´を求める処理である。
【００９８】
タイムシフト処理（ステップＳ１３０６）では、マッピング処理部５１２は、まず、下記式（２）を用いてＡＩＳデータＡＩＳ４０５における撮影時刻６０１の直前に受信した時系列データｔ１の座標値（経度ｘ１，緯度ｙ１）から撮影時刻６０１の直後に受信した時系列データｔ２の座標値（経度ｘ２，緯度ｙ２）までの直線距離ｄを計算する（ステップＳ１３０１）。式（２）におけるｒは地球の赤道半径である。直線距離ｄを図１５に示す。
【００９９】
【数２】
2015036832.tif 000004
【０１００】
つぎに、マッピング処理部５１２は、下記式（３）を用いてｔ１の座標値からｔ２の座標値への直線がなす方位角θを計算する（ステップＳ１３０２）。方位角θを図１５に示す。方位角θは、下記式（４）で用いられる。
【０１０１】
【数３】
2015036832.tif 000005
【０１０２】
そして、マッピング処理部５１２は、ｔ１の受信時刻９０２と撮影時刻６０１との差とｔ１における船舶４０４の速度とを用いて、当該速度でｔ１の受信時刻９０２から撮影時刻６０１までの間に船舶４０４が移動した場合の移動距離ｓ１を計算する（ステップＳ１３０３）。マッピング処理部５１２は、移動距離ｓ１が直線距離ｄ以下であるか否かを判断する（ステップＳ１３０４）。移動距離ｓ１が直線距離ｄ以下の場合（ステップＳ１３０４：Ｙｅｓ）、下記式（４）を用いて時系列データｔ１´を求めて（ステップＳ１３０５）、ステップＳ１３０７に移行する。具体的には、ｔ１の受信時刻を撮影時刻にシフトした場合における衛星画像の撮影時刻での推定座標値（経度ｘ１´，緯度ｙ１´）を求める。式（４）におけるｒは地球の赤道半径である。
【０１０３】
【数４】
2015036832.tif 000006
【０１０４】
一方、ステップＳ１３０４において、移動距離ｓ１が直線距離ｄより大きい場合（ステップＳ１３０４：Ｎｏ）、マッピング処理部５１２は、ｔ１´にｔ１を代入して（ステップＳ１３０６）、ステップＳ１３０７に移行する。すなわち、ｔ１´とｔ１を同一座標値とすることで、移動距離ｓ１分の移動をさせないようにする。
【０１０５】
ステップＳ１３０７では、マッピング処理部５１２は、ｔ２の受信時刻４１０と撮影時刻６０１との差とｔ２における船舶４０４の速度とを用いて、当該速度で撮影時刻６０１からｔ２の受信時刻４１０までの間に船舶４０４が移動した場合の移動距離ｓ２を計算する（ステップＳ１３０７）。マッピング処理部５１２は、移動距離ｓ２が直線距離ｄ以下であるか否かを判断する（ステップＳ１３０８）。移動距離ｓ２が直線距離ｄ以下の場合（ステップＳ１３０８：Ｙｅｓ）、下記式（５）を用いて時系列データｔ２´を求めて（ステップＳ１３０９）、タイムシフト処理（ステップＳ１３０６）を終了する。具体的には、ｔ２の受信時刻を撮影時刻にシフトした場合における衛星画像の撮影時刻での推定座標値（経度ｘ２´，緯度ｙ２´）を求める。式（５）におけるｒは地球の赤道半径である。
【０１０６】
【数５】
2015036832.tif 000007
【０１０７】
一方、ステップＳ１３０８において、移動距離ｓ２が直線距離ｄより大きい場合（ステップＳ１３０８：Ｎｏ）、マッピング処理部５１２は、ｔ２´にｔ２を代入して（ステップＳ１３１０）、タイムシフト処理（ステップＳ１３０６）を終了する。すなわち、ｔ２´とｔ２を同一座標値とすることで、移動距離ｓ２分の移動をさせないようにする。
【０１０８】
これにより、衛星画像の撮影時刻でのＡＩＳデータにおける船舶４０４の位置を推測することができる。特に、撮影時刻の直前と直後のＡＩＳデータを使うことで急激な加速や旋回などの操作があった場合でも、撮影時刻における船舶４０４の位置を推定しやすくなる。
【０１０９】
＜最大探索距離算出処理手順例＞
図１７は、図１４に示した最大探索距離算出処理（ステップＳ１４０１）の詳細な処理手順例を示すフローチャートである。マッピング処理部５１２は、まず、上記式（２）を用いてＡＩＳデータＡＩＳ４０５における撮影時刻６０１の直前に受信した時系列データｔ１の座標値（経度ｘ１，緯度ｙ１）から撮影時刻６０１の直後に受信した時系列データｔ２の座標値（経度ｘ２，緯度ｙ２）までの直線距離ｄを計算する（ステップＳ１４０１）。
【０１１０】
つぎに、マッピング処理部５１２は、ｔ１の受信時刻９０２と撮影時刻６０１との差とｔ１における船舶４０４の速度とを用いて、当該速度でｔ１の受信時刻９０２から撮影時刻６０１までの間に船舶４０４が移動した場合の移動距離ｓ１を計算する（ステップＳ１４０２）。また、マッピング処理部５１２は、ｔ２の受信時刻４１０と撮影時刻６０１との差とｔ２における船舶４０４の速度とを用いて、当該速度で撮影時刻６０１からｔ２の受信時刻４１０までの間に船舶４０４が移動した場合の移動距離ｓ２を計算する（ステップＳ１４０３）。そして、マッピング処理部５１２は、下記式(６)を用いて、ＡＩＳ４０５における最大探索距離Ｄを計算する（ステップ１４０４）。これにより、最大探索距離Ｄが算出され、最大探索距離算出処理（ステップＳ１４０１）を終了する。
【０１１１】
【数６】
2015036832.tif 000008
【０１１２】
＜対応スコア算出処理手順例＞
図１８は、図１４に示した対応スコア算出処理（ステップＳ１４０５）の詳細な処理手順例を示すフローチャートである。マッピング処理部５１２は、サイズ対応スコア、速度対応スコア、船種対応スコア、方向対応スコアに設定可能なスコアとして、それぞれα、β、γ、δをあらかじめ設定しておき、サイズ対応スコア、速度対応スコア、船種対応スコア、方向対応スコアを初期化（＝０）に設定する（ステップＳ１８０１）。なお、α、β、γ、δは正規化されたスコアであり、合計が１となる。また、α、β、γ、δは固定のスコア以外にも、重み付けを付けって計算したスコアでもよい。
【０１１３】
つぎに、マッピング処理部５１２は、ｓｈｉｐにおける船舶４０４の長さとＡＩＳ４０５における長さ８０３との差、および、ｓｈｉｐにおける船舶４０４の幅とＡＩＳ４０５における幅８０４との差が、それぞれ誤差範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ１８０２）。いずれの差も誤差範囲内である場合（ステップＳ１８０２：Ｙｅｓ）、マッピング処理部５１２は、サイズ対応スコアにαを設定して（ステップＳ１８０３）、ステップＳ１８０４に移行する。一方、少なくともいずれか一方の差が誤差範囲外である場合（ステップＳ１８０２：Ｎｏ）、サイズ対応スコアは初期値のまま、ステップＳ１８０４に移行する。
【０１１４】
つぎに、ステップＳ１８０４において、マッピング処理部５１２は、ｓｈｉｐにおける船舶４０４の速度と、ｔ１における船舶４０４の速度およびｔ２における船舶４０４の速度の平均速度との速度差が、誤差範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ１８０４）。誤差範囲内である場合（ステップＳ１８０４：Ｙｅｓ）、マッピング処理部５１２は、速度対応スコアにβを設定して（ステップＳ１８０５）、ステップＳ１８０６に移行する。一方、誤差範囲外である場合（ステップＳ１８０４：Ｎｏ）、速度対応スコアは初期値のまま、ステップＳ１８０６に移行する。
【０１１５】
つぎに、ステップＳ１８０６において、マッピング処理部５１２は、ｓｈｉｐの船種とＡＩＳ４０５の船種との差が、誤差範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ１８０６）。具体的には、マッピング処理部５１２は、ｓｈｉｐのピクセルデータ７０８とＡＩＳ４０５のピクセルデータ８０５とを比較して、ピクセルの誤差が誤差範囲内であるか否かを判断する。誤差範囲内である場合（ステップＳ１８０６：Ｙｅｓ）、マッピング処理部５１２は、船種対応スコアにγを設定して（ステップＳ１８０７）、ステップＳ１８０８に移行する。一方、誤差範囲外である場合（ステップＳ１８０６：Ｎｏ）、船種対応スコアは初期値のまま、ステップＳ１８０８に移行する。
【０１１６】
このあと、マッピング処理部５１２は、下記式（７）を用いて、ｔ１の座標値（経度ｘ１，緯度ｙ１）からｓｈｉｐの座標値（経度ｘ，緯度ｙ）の方位角θ１を計算する（ステップ１５０８）。
【０１１７】
【数７】
2015036832.tif 000009
【０１１８】
次に、マッピング処理部５１２は、下記式（８）を用いて、ｓｈｉｐの座標値（経度ｘ，緯度ｙ）からｔ２の座標値（経度ｘ２，緯度ｙ２）の方位角θ２を計算する（ステップ１５０９）。
【０１１９】
【数８】
2015036832.tif 000010
【０１２０】
そして、マッピング処理部５１２は、ｓｈｉｐの方向７０５と方位角θ１、θ２との差が誤差範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ１８１０）。具体的には、マッピング処理部５１２は、ｓｈｉｐの方向７０５と方位角θ１との差が許容範囲であるか否かを判断し、また、ｓｈｉｐの方向７０５と方位角θ２との差が許容範囲であるか否かを判断する。
【０１２１】
図１９は、ｓｈｉｐの方向７０５と方位角θ１、θ２との関係を示す説明図である。図１８に戻り、マッピング処理部５１２は、いずれか一方の差が誤差範囲内である場合（ステップＳ１８１０：Ｙｅｓ）、ＡＩＳ４０５とｓｈｉｐとの方向対応スコアにδを設定して（ステップＳ１８１１）、ステップＳ１８１２に移行する。一方、いずれの差も誤差範囲外である場合（ステップＳ１８１０：Ｎｏ）、方向対応スコアは初期値のまま、ステップＳ１８１２に移行する。
【０１２２】
ステップＳ１８１２では、マッピング処理部５１２は、ＡＩＳ４０５の船舶４０４ＩＤ、ｓｈｉｐの船舶画像ＩＤ、サイズ対応スコア、速度対応スコア、船種対応スコア、方向対応スコア、ｔ１´およびｔ２´の座標値、および最大探索距離Ｄを、図１０に示したようにデータメモリ５０８に格納する（ステップＳ１８１２）。
【０１２３】
このあと、マッピング処理部５１２は、ＡＩＳ４０５とｓｈｉｐとのサイズ対応スコア、速度対応スコア、船種対応スコア、方向対応スコアの合計スコアを計算する（ステップ１５１３）。この合計スコアが対応スコア算出処理（ステップＳ１４０５）により出力される対応スコアとなる。これにより、対応スコア算出処理（ステップＳ１４０５）を終了する。対応スコアは、船舶画像データごとに算出され、ステップＳ１４０７において、その中で最大となる対応スコアが選ばれることになる。
【０１２４】
＜再マッピング処理手順例＞
図２０および図２１は、図１１に示した補完処理部５１３による再マッピング処理（ステップＳ１１０７）の詳細な処理手順例を示すフローチャートである。補完処理部５１３は、まず、図１１のステップＳ１１０５でデータメモリ５０８に格納され、かつ、マッピング処理（ステップＳ１１０６）されたＡＩＳデータ群の中から、１件のＡＩＳデータＡＩＳ４０５を取得する（ステップＳ２００１）。
【０１２５】
つぎに、補完処理部５１３は、ステップＳ２００１で取得したＡＩＳ４０５のデータ状態が異常であるか否かを判断する（ステップＳ２００２）。具体的には、たとえば、補完処理部５１３は、ＡＩＳ４０５のデータ状態８０７に「ＩＭＯ番号異常」や「サイズ異常」が登録されている場合、ＡＩＳ４０５が異常と判断する。
【０１２６】
異常でないと判断された場合（ステップＳ２００２：Ｎｏ）、ステップＳ２００７に移行する。一方、異常であると判断された場合（ステップＳ２００２：Ｙｅｓ）、補完処理部５１３は、ＡＩＳ４０５の中から、図１１のステップＳ１１０４でデータメモリ５０８に格納された衛星画像ｐの撮影時刻の直前に受信した時系列データ（以降、ｔ１とする）と、直後に受信した時系列データ（以降、ｔ２とする）を取得する（ステップＳ２００３）。
【０１２７】
そして、補完処理部５１３は、時系列データｔ１または時系列データｔ２の少なくともいずれか一方における船舶４０４の座標値が、衛星画像ｐの範囲外であるか否かを判断する（ステップＳ２００４）。範囲外である場合（ステップＳ２００４：Ｙｅｓ）、ステップＳ２００７に移行する。一方、範囲内である場合（ステップＳ２００４：Ｎｏ）、補完処理部５１３は、タイムシフト処理を実行する（ステップＳ２００５）。タイムシフト処理（ステップＳ２００５）は、図１６に示したタイムシフト処理（ステップＳ１３０６）と同一処理であるため、説明を省略する。
【０１２８】
タイムシフト処理（ステップＳ２００５）のあと、補完処理部５１３は、時系列データｔ１´またはｔ２´の少なくともいずれか一方における船舶４０４の推定座標値が、衛星画像ｐの範囲外であるか否かを判断する（ステップＳ２００６）。範囲内である場合（ステップＳ２００６：Ｎｏ）、図２１のステップＳ２１０１〜Ｓ２１１０を実行し、ステップＳ１４０８に移行する。図２１のステップＳ２１０１〜Ｓ２１１０は、ＡＩＳ４０５と船舶画像データとの対応関係を補完する処理である。一方、範囲外である場合（ステップＳ２００６：Ｙｅｓ）、補完処理部５１３は、図２１のステップＳ２１０１〜Ｓ２１１０を実行せずに、ステップＳ２００７に移行する。
【０１２９】
ステップＳ２００７では、補完処理部５１３は、データメモリ５０８上のＡＩＳデータがすべてについてステップＳ２００１〜Ｓ２００６が実行されたか否かを判断する。データメモリ５０８上のＡＩＳデータがすべて処理されていない場合（ステップＳ２００７：Ｎｏ）、ステップＳ２００１に戻る。一方、すべて処理された場合（ステップＳ２００７：Ｙｅｓ）、補完処理部５１３は、残余の船舶画像データを補完して、あらたなＡＩＳデータする（ステップＳ２００８）。
【０１３０】
具体的には、たとえば、補完処理部５１３は、図３に示したように、残余の船舶画像データからＡＩＳデータを生成する。補完処理部５１３は、残余の船舶画像データのデータ状態を「欠損」から「正常」に更新するとともに、あらたに生成したＡＩＳデータのデータ状態を「正常」に設定する。そして、補完処理部５１３は、残余の船舶画像データとあらたに生成したＡＩＳデータとの船舶対応データ５２４における対応関係成立フラグを“１”に設定する。これにより、再マッピング処理（ステップＳ１１０７）を終了する。なお、補完の具体例については後述する。
【０１３１】
つぎに、図２１について説明する。図２１は、図２０のステップＳ２００６で、時系列データｔ１´またはｔ２´の少なくともいずれか一方における船舶４０４の推定座標値が、衛星画像ｐの範囲内であると判断された場合（ステップＳ２００６：Ｎｏ）の処理を示す。
【０１３２】
ステップＳ２００６：Ｎｏの場合、補完処理部５１３は、最大探索距離算出処理を実行する（ステップＳ２１０１）。最大探索距離算出処理（ステップＳ２１０１）は、最大探索距離算出処理（ステップＳ１４０１）と同一処理であるため、説明を省略する。
【０１３３】
最大探索距離算出処理（ステップＳ２１０１）のあと、補完処理部５１３は、マッピング処理（ステップＳ１１０６）後のデータメモリ５０８に格納された、衛星画像ｐ上の船舶画像を含む船舶画像データ群の中から、１件の船舶画像データ（以下、ｓｈｉｐとする）を取得する（ステップＳ２１０２）。
【０１３４】
つぎに、補完処理部５１３は、取得したｓｈｉｐのデータ状態が「欠損」であるか否かを判断する（ステップＳ２１０３）。「欠損」でない場合（ステップＳ２１０３：Ｎｏ）、ｓｈｉｐは補完の対象外であるため、ステップＳ２１０７に移行する。一方、「欠損」である場合（ステップＳ２１０３：Ｙｅｓ）、対応するＡＩＳデータが欠損しているため、補完処理部５１３は、ステップＳ１４０３と同様、ｓｈｉｐの座標値から推定航路Ｌまでの最短距離ｄｉｓｔを算出する（ステップＳ２１０４）。
【０１３５】
そして、補完処理部５１３は、算出したｄｉｓｔが最大探索距離Ｄ以下であるか否かを判断する（ステップＳ２１０５）。すなわち、ｓｈｉｐの座標値が領域Ｒ内に存在するか否かを判断する。ｄｉｓｔが最大探索距離Ｄ以下でない場合（ステップＳ２１０５：Ｎｏ）、ステップＳ２１０７に移行する。一方、ｄｉｓｔが最大探索距離Ｄ以下である場合（ステップＳ２１０７：Ｙｅｓ）、補完処理部５１３は、対応スコア算出処理を実行して（ステップＳ２１０６）、ステップＳ２１０７に移行する。対応スコア算出処理（ステップＳ２１０６）は、対応スコア算出処理（ステップＳ１４０５）と同一処理であるため、説明を省略する。
【０１３６】
ｓｈｉｐについて対応スコアを算出したあと、補完処理部５１３は、データメモリ５０８上のすべての船舶画像データを処理したか否かを判断する（ステップＳ１４０６）。処理していない場合（ステップＳ２１０７：Ｎｏ）、ステップＳ２１０２に戻り、補完処理部５１３は、再度ｓｈｉｐを取得する（ステップＳ２１０２）。一方、処理した場合（ステップＳ２１０７：Ｙｅｓ）、補完処理部５１３は、対応スコアが算出された船舶画像データ群の中から最大対応スコアの船舶画像データ（以下、Ａとする）を取得する（ステップＳ２１０８）。
【０１３７】
そして、補完処理部５１３は、ａｉｓとＡとの対応スコアが閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２１０９）。閾値以上である場合（ステップＳ２１０９：Ｙｅｓ）、補完処理部５１３は、Ａを用いて、異常ＡＩＳデータであるａｉｓを補完し（ステップＳ２１１０）、図２０のステップＳ２００７に移行する。具体的には、たとえば、補完処理部５１３は、ａｉｓのデータ状態を「異常」から「正常」に更新し、Ａのデータ状態を「欠損」から「正常」に更新する。そして、補完処理部５１３は、ａｉｓとＡとの船舶対応データ５２４における対応関係成立フラグを“１”に設定する。
【０１３８】
一方、閾値以上でない場合（ステップＳ２１０９：Ｎｏ）、図２０のステップＳ２００７に移行する。このように、再マッピング処理（ステップＳ１１０７）を実行することにより、異常ＡＩＳデータを補完して正常なＡＩＳデータに変換することができ、また、欠損船舶画像データを補完して、当該欠損船舶画像データと対応関係を結ぶことができる正常なＡＩＳデータに変換することができる。
【０１３９】
＜異常・欠損補完例＞
図２２は、異常・欠損補完例を示す説明図である。図２２では、説明を簡略化するため、サイズとして長さのみを用いて説明する。（Ａ）は、マッピング処理（ステップＳ１１０６）後における船舶画像データとＡＩＳデータとの対応関係を示す。なお、船舶画像データおよびＡＩＳデータの符号は、それぞれのＩＤとする。船舶画像データＡ１とＡＩＳデータａ１とは、長さおよび速さが一致するため、対応関係がある。したがって、図７の船舶対応データ５２４において、船舶画像ＩＤ：Ａ１と船舶４０４ＩＤ：ａ１とが関連付けて登録される。また、ＡＩＳデータａ２の長さ（０ｍ）は、誤入力データである。また、船舶画像データＡ２〜Ａ５は、対応関係を結べるＡＩＳデータがないため、「欠損」となる。
【０１４０】
（Ｂ）は、補完処理（ステップＳ１１０７）のうち異常補完処理を示す。異常補完処理は、図２１のステップＳ２１０１〜Ｓ２１１０が示す処理である。船舶画像データＡ２が、ＡＩＳデータａ２に対して、船舶画像データＡ２〜Ａ５の中で最高対応スコアのデータであるとする。船舶画像データＡ２とＡＩＳデータａ２とを比較すると、ＡＩＳデータａ２における船舶４０４の長さに異常があるため、補完処理部５１３は、船舶画像データＡ２における船舶４０４の長さ（１０１ｍ）をＡＩＳデータａ２に対して補完する。これにより、補完処理部５１３は、船舶画像データＡ２とＡＩＳデータａ２とを対応付けることができる。
【０１４１】
（Ｃ）は、（Ｂ）において補完されなかった船舶画像データＡ３〜Ａ５を示す。船舶画像データＡ３〜Ａ５には、対応関係を結ぶことができるＡＩＳデータが存在しない。したがって、補完処理部５１３は、ステップＳ２００８において、船舶画像データＡ３〜Ａ５を、ＡＩＳデータにも適用する。具体的には、たとえば、船舶画像データＡ３〜Ａ５に船舶４０４ＩＤ：ａ３〜ａ５を付与し、ＡＩＳデータａ３〜ａ５としても扱うことができるようにする。これにより、補完処理部５１３は、船舶画像データＡ３〜Ａ５とＡＩＳデータａ３〜ａ５とを対応付けることができる。
【０１４２】
＜表示画面例＞
図２３は、図５のデータの表示処理部５１４によって出力されたＡＩＳデータの補完結果の出力画面の例を示す説明図である。図２３の画面は、１枚の衛星画像において、ＡＩＳデータと衛星画像上の船舶画像を補完処理した後のＡＩＳデータの結果を表示し、正常、異常、欠損それぞれのＡＩＳデータについて網羅的に確認することができる。船舶ＩＤ２３００では、ＡＩＳデータのＩＤまたは補完した衛星画像上の船舶画像のＩＤが表示される。なお、各船舶ＩＤをクリックすると、ＡＩＳデータと船舶画像の対応関係を示す画面を表示する。図２４および図２５を用いて詳細に後述する。
【０１４３】
サイズ２３０１では、一般的にＡＩＳデータにおけるサイズが表示される。なお、サイズ異常のＡＩＳデータにおいて、対応する船舶画像のサイズが表示される。受信時刻２３０２では、一般的にＡＩＳデータにおける受信時刻が表示される。なお、ＡＩＳデータが欠損する衛星画像上の船舶画像を補完する場合、衛星画像の撮影時刻が表示される。座標値２３０３と、速度２３０４と、方向２３０５では、ＡＩＳデータの時系列における座標値（図９の９０３および９０４）と、速度９０５と、算出したＡＩＳデータの方向と、が表示される。なお、欠損ＡＩＳデータにおいて、船舶画像の位置、速度、方向が表示される。状態２３０６は、ＡＩＳデータの正常、異常、欠損を識別するための項目であり、再マッピング処理（ステップ１１０７）で計算した結果のＡＩＳデータのデータ状態９０６が表示される。
【０１４４】
図２４および図２５は、図５のデータの表示処理部５１４によって出力されたＡＩＳデータと船舶画像の出力画面の例を示す説明図である。１枚の衛星画像上に、正常、異常、欠損のＡＩＳデータと船舶画像の対応関係が表示される。正常データ種類を選ぶチェックボックス２４００と、欠損データ種類を選ぶチェックボックス２４０１と、異常データ種類を選ぶチェックボックス２４０２と、正常データに対して対応情報を表示するメッセージボックス２４０３と、欠損データに対してデータ種類の識別情報を表示するメッセージボックス２４０４と、異常データに対してデータ種類の識別情報を表示するメッセージボックス２４０５と、衛星画像情報を表示するテキスト２４０６と、備える。
【０１４５】
チェックボックス２４００〜２４０２は、正常、異常、欠損のどのデータを表示するかをユーザが選択する為のもので、たとえば、欠損と異常のみを選択した場合の例を図２５に示す。メッセージボックス２４０３、２４０４は、ＡＩＳデータの属性情報を表示するためのもので、たとえば、ＡＩＳデータが正常であった場合にはメッセージボックス２４０３の船舶名やサイズなどの属性情報を表示する。また、ＡＩＳデータが部分欠損していた場合には、メッセージボックス２４０４のように部分欠損の状態を示す表示を行う。このような表示により、ユーザはＡＩＳデータの状態及び補完した情報を衛星画像上で確認することが可能となる。
【０１４６】
図２６は、図５のデータの表示処理部５１４によって出力されたデータ表示図面の例を示す説明図である。ＡＩＳデータを発信した１隻の船舶４０４において、対応する船舶画像データＡ１を探索して表示される。撮影時刻の直前と直後に受信したＡＩＳデータａ１の時系列においてタイムシフトした後の座標値をきす示す点２６００、２６０１と、対応する船舶画像データＡ１を探索するためのエリア２６０２と、サイズ、速度、船種、方向といった各対応基準において、ＡＩＳデータａ１と船舶画像データＡ１の対応スコアを表示するメッセージボックス２６０３と、備える。
【０１４７】
点２６００，２６０１は、撮影時刻にＡＩＳデータａ１の時系列より推測した船舶４０４の位置を表示するデータであり、たとえば、対応の船舶画像データＡ１がＡＩＳデータａ１と離れているか確認できる。エリア２６０２は対応の船舶画像データＡ１を探すための最大探索距離Ｄを基準にして表示され、たとえば、どこまでＡＩＳデータａ１と対応する船舶画像の有無を確認できる。メッセージボックス２６０３は、ＡＩＳデータａ１と船舶画像データＡ１におけるサイズ対応スコアと、速度対応スコアと、船種対応スコアと、方向対応スコアを表示し、たとえば、ＡＩＳデータａ１と船舶画像データＡ１とのサイズが対応しない場合、サイズ対応スコアが０となり、サイズが対応しないことが分かる。このような表示により、ユーザはＡＩＳデータａ１と船舶画像データＡ１の対応基準や探索範囲を確認することが可能となる。
【０１４８】
なお、本実施例においては図２３に一つの時点のデータ表示の例を示したが、これに加えて、過去の時点のデータも合わせて表示することも可能である。すなわち、現在の時点では正常であるが過去に欠損していたことがあるＡＩＳデータなどについて、その旨の表示を追加することも可能である。これにより、ユーザはＡＩＳデータと船舶画像の対応状況についてより詳細な情報を確認することが可能となる。
【０１４９】
以上に説明したように、本発明の実施例によると、データ補完装置は、ＡＩＳデータの異常または欠損を補完するための支援情報としてオペレーターによるＡＩＳデータにおける手入力の異常や部分欠損をフィルタリングする。つぎに、データ補完装置は、衛星画像の撮影時刻の前後２点のＡＩＳデータを取得し、撮影時刻に船舶の位置を推測し、最大探索距離を決定し、長さ・速度・船種・方向の4つの基準を用いてスコアリングを行うことで衛星画像上の船舶とＡＩＳデータとをマッピング処理する。そして、データ補完装置は、正常データを抽出し、異常や部分欠損があるＡＩＳデータとマッピング処理後に対応関係が無かった船舶画像とを再度マッピングすることで異常データとして属性値を補完し、２回のマッピング処理後に対応関係が無かった船舶画像の属性情報を用いて欠損データとして補完する。
【０１５０】
このように、衛星画像データの撮影時刻の直前と直後に受信されなかったＡＩＳデータを基に撮影時刻に船舶の位置を推測し、対応の船舶画像を探索するための最大探索距離を計算することで、より精度の高い船舶画像とＡＩＳデータのマッピングができるようになる。このようなマッピング手法を用いることで、衛星画像に写っている移動体に対して属性情報を付与することが可能となり、衛星画像と移動体情報の相互的な参照が可能となる。
【０１５１】
以上、本発明を添付の図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこのような具体的構成に限定されるものではなく、添付した請求の範囲の趣旨内における様々な変更及び同等の構成を含むものである。
【符号の説明】
【０１５２】
５００  衛星画像ＤＢ
５０１  船舶画像ＤＢ
５０２  ＡＩＳデータＤＢ
５０３  船舶対応ＤＢ
５０４  マスタＤＢ
５１１  フィルタリング処理部
５１２  マッピング処理部
５１３  補完処理部
５１４  データ表示処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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