基于Flask和Vue的AIS数据分析系统设计与开发任丹侯英姿王方雄姜来摘要：为了更好的利用AIS数据，使用前后端分离的方法设计和开发了AIS数据分析系统，在本文中着重对此系统的整体架构和技术路线进行介绍。系统基于Python语言的Flask框架搭建后端数据和计算服务，前端基于Vue.js框架搭建页面，最终实现了基础信息展示、数据统计和可视化及聚类分析分析等功能。关键词：AIS数据;Flask;Vue;WebGIS：TP311.52：ADOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.10.025本文著录格式：任丹，侯英姿，王方雄，等.基于Flask和Vue的AIS数据分析系统设计与开发[J].软件，2019，40（10）：111114+120TheDesignandDevelopmentofAISDataAnalysisSystemBasedonFlaskandVueRENDan1，2，HOUYing-zi1，2，WANGFang-xiong1，2，JIANGLai1，2（1.LiaoningKeyLabofPhysicalGeographyandGeomatics，LiaoningNormalUniversity，Dalian116029，China;2.SchoolofUrbanandEnvironmentalSciences，LiaoningNormalUniversity，Dalian116029，China）【Abstract】：InordertomakebetteruseofAISdata，wedesignedanddevelopedAISdataanalysissystembyusingthemethodoffront-backstagedecoupling，andintroducedthearchitectureandtechnicalrouteofthissysteminthispaper.ThebackenddataandcomputingserviceisbasedontheFlaskwebframework，thefrontendpageisbasedonVue.jsFramework，atlastwerealizedsomefunctionslikebasicinformationdisplay、datastatisticsandvisualization、clusteringanalysisandsoon.【Keywords】：AISdata;Flask;Vue;WebGIS0引言在貿易全球化的今天，河运与海运作为传统的运输方式，凭借着运量大、运费低的优势仍然是各种长途物流的重要选择，船舶交通日益繁忙。而AIS（船舶自动识别系统）通过各种船载、星载及岸基设施间相互链接实现信息交换，极大方便了海上交通实况识别和监管，有利于海上船舶交通安全和实施交通规划[1，2]。无论是实时还是历史的AIS数据都有很大的利用价值[3]。随着计算机和网络技术的快速发展[4]，目前已有使用各种解决方案设计和开发的AIS信息服务平台，但这些平台功能局限于基本的数据查询，未能进一步对AIS数据进行分析挖掘。在本文中介绍了使用Flask、Vue.js等技术框架构建一款WebGIS系统[5-7]——AIS数据分析系统，通过实现各种可视化分析功能来挖掘更多AIS数据的时空信息，实现AIS数据更大的利用潜力。1系统架构设计AIS数据分析系统是采用B/S模式（浏览器/服务器）的Web应用，用户通过浏览器来访问。技术结构如图1所示，系统采用前后端分离的设计思想[8]，AIS数据存储在PostgreSQL数据库中。前端工程与后端工程分离开发，后端部分采用Python语言的Flask框架搭建，前端页面则使用Vue.js框架搭建，然后通过RESTfulAPI接口使用json进行数据交互。前后端应用开发完成后再分别部署在Nginx服务器上。1.1数据库设计AIS数据量大而杂，为保障系统对数据的访问速度和效率，选择PostgreSQL作为存储数据库。PostgreSQL是一个功能强大，开源对象关系型数据库系统，与其它关系型数据库相比具有更好的数据一致性和可靠性[9]。选取2017年某一天时间段内全球范围的AIS数据预处理后作为示例数据，存储在数据库中，数据库内包含两张表--Pos表存储船舶动态信息，Shipinfo表存储船舶静态信息。两张表中各字段的类型和说明如下表所示。1.2服务端设计Flask是使用Python编写的基于MVC设计模式的Web应用框架，具有轻量，扩展性强的特点。服务端程序通过ORM工具SQLAlchemy实现对数据库的增删改查，并通过NumPy、Scikit-learn等第三方库对数据进行处理和计算，并将结果整理成合适的json数据的格式通过Flask框架以URL的访问形式发布为RESTfulAPI服务来供前端程序调用。1.3Web前端设计前端应用工程是基于Vue.js的脚手架工具Vue-cli构建的SPA（单页面应用程序）项目。Vue.js是一个轻巧、高性能的用于构建用户web界面的渐进式框架，其数据绑定和组件化的特点可以帮助开发人员更方便快速的创建Web应用[10]。通过Vue-cli快速搭建项目，然后通过NPM包管理工具来下载和管理使用到的JavaScript包，并配合Webpa...