1.一种基于球面扫描线的船舶三维特征航线提取方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，数据预处理：对船舶的原始AIS数据进行预处理，获取压缩后的船舶轨迹；S2，轨迹聚类：计算压缩轨迹的子轨迹集的结构相似性距离矩阵，根据结构相似性距离矩阵对压缩轨迹的子轨迹集进行密度聚类，获取若干个具有类内相似性的子轨迹簇；S3，特征航线提取：采用球面三维扫描线从子轨迹簇中提取特征航线；其中，步骤S1包括以下步骤：S11，数据清洗：去除船舶的原始AIS数据中的错误数据和重复数据；S12，数据压缩：采用道格拉斯-普克算法对清洗后的AIS数据中的原始船舶轨迹进行压缩处理，获取压缩轨迹；其中，设定原始船舶轨迹为S＝{x 1 ,x 2 …,x n }，所述采用道格拉斯-普克算法对清洗后的AIS数据中的原始船舶轨迹进行压缩处理包括以下步骤：S121，保留x 1 、x n 构成的球面大圆弧作为初始轨迹，记为 S122，遍历S＝{x 1 ,x 2 …,x n }中x 1 、x n 之间的点，确定到 圆心角距离θ m1 最大的点x m1 ；S123，若θ m1 ＞λ，保留x m1 ；若θ m1 ≤λ，舍去x m1 ，λ表示设定阈值；S124，以x m1 将 分为两段圆弧，分别对划分的每段圆弧依次进行步骤S121-S124，直至遍历完S＝{x 1 ,x 2 …,x n }中所有点，得到所有保留点构成的压缩轨迹S e ＝{x 1 ,x m1 ,…x ml ,x n }。
2.根据权利要求1所述的基于球面扫描线的船舶三维特征航线提取方法，其特征在于，点x m1 到 圆心角距离θ m1 利用以下方式1计算； 分别为x 1 、x m1 、x n 由经纬度坐标计算得到的地心矢径单位向量， 表示地心矢径单位向量，lon表示经度坐标，lat表示纬度坐标。
3.根据权利要求2所述的基于球面扫描线的船舶三维特征航线提取方法，其特征在于，步骤S2包括以下步骤：S21，计算相似度：计算压缩轨迹的子轨迹集的结构相似性距离矩阵；S22，密度聚类：根据结构相似性距离矩阵，利用DBSCAN算法对压缩轨迹的子轨迹集进行密度聚类，获取若干个具有类内相似性的子轨迹簇。
4.根据权利要求3所述的基于球面扫描线的船舶三维特征航线提取方法，其特征在于，步骤S21包括以下步骤：S211，确定子轨迹集中子轨迹间的空间距离、速度距离和方向距离；S212，根据子轨迹间的空间距离、速度距离和方向距离确定子轨迹集的空间距离矩阵、速度距离矩阵和方向距离矩阵；S213，根据子轨迹集的空间距离矩阵、速度距离矩阵和方向距离矩阵确定子轨迹集的结构相似度距离矩阵。
5.根据权利要求4所述的基于球面扫描线的船舶三维特征航线提取方法，其特征在于，对于压缩轨迹S e ＝{x 1 ,x m1 ,…x ml ,x n }，所述压缩轨迹的子轨迹集为 所有压缩轨迹子轨迹集的并集构成子轨迹集 利用以下方式计算子轨迹集S all 中子轨迹间的空间距离、速度距离和方向距离：假设子轨迹 和 分别来自压缩轨迹子轨迹集 和 d h 、d v 、d θ 分别为子轨迹 和子轨迹 的空间距离、速度距离、方向距离；空间距离d h 利用以下公式2计算； 和 分别为 和 由经纬度坐标计算得到的地心矢径单位向量；速度距离d v 利用以下公式3计算； 表示位置点 对应时刻， 表示位置点 对应时刻， 表示位置点 对应时刻， 表示位置点 对应时刻；方向距离d θ 利用以下公式4计算；θ表示子轨迹s p 和s q 法向量夹角，
6.根据权利要求5所述的基于球面扫描线的船舶三维特征航线提取方法，其特征在于，设定：子轨迹集的空间距离矩阵、速度距离矩阵、方向距离矩阵分别为D h 、D v 、D θ ，子轨迹集的结构相似度距离矩阵为D；子轨迹集的结构相似度距离矩阵D可以利用以下公式5计算；w h 、w v 和w θ 表示权重参数，D h_norm 、D v_norm 和D θ_norm 表示归一化的空间距离矩阵、速度距离矩阵和方向距离矩阵。
7.根据权利要求6所述的基于球面扫描线的船舶三维特征航线提取方法，其特征在于，步骤S3包括以下步骤：S31，计算特征方向：利用子轨迹簇所有子轨迹法向量计算子轨迹簇的特征方向；S32，计算扫描线：根据子轨迹簇的特征方向计算子轨迹簇对应的球面三维扫描线；S33，计算有效交点集：根据子轨迹簇对应的球面三维扫描线计算子轨迹簇的有效交点集；S34，计算特征航线：根据子轨迹簇对应的球面三维扫描线和子轨迹簇的有效交点集确定船舶三维特征航线。
8.根据权利要求7所述的基于球面扫描线的船舶三维特征航线提取方法，其特征在于，步骤S33包括以下步骤：步骤S331，计算备选交点；设定扫描线 与子轨迹s i 所在大圆交于点P θ (s i )，采用以下公式10计算交点地心矢径； 表示交点地心矢径， 表示子轨轨迹向量；步骤S332，检验交点有效性；如果P θ (s i )的经纬度范围在子轨迹s i 的经纬度范围内，则交点P θ (s i )有效；步骤S333，检验交点集有效性；设定扫描线 与子轨迹簇S c 的全部有效交点组成当前位置扫描线有效交点集P θ ＝{P θ (s C ) 1 ,…,P θ (s C ) n }，若P θ 中交点个数大于设定阈值τ θ ，则位置交点集有效，所有扫描线的有效交点集组成子轨迹簇S c 的有效交点集
