随着经济全球化程度的不断加深，国际贸易的发展越来越迅速。海洋运输是实现国际贸易的最主要的途径之一。由于其具有价格低廉，运输效率高等诸多优势，目前三分之二以上的国际贸易都是通过海上运输完成的。2013年，我国提出的“21世纪海上丝绸之路”构想更是将海洋资源提升到了国家战略的层面。世界各国对海洋的竞争越来越激烈，而我国周边海域情况复杂，所面临的挑战更大。在对海洋资源管理利用的过程中，针对海上船只实时状态和行为的监控，以及相关海域态势的感知，是最基础也是最重要的工作。　　船载自动识别系统(Automatic Identification System，AIS)是一种融合计算机网络、GPS全球定位、现代通信等技术的海上助航系统，可以实现海域内船舶的位置信息、运动参数和航行状态的采集。由于AIS的诸多优点和广泛使用，它目前已经成为了海上船只跟踪监控和海域态势感知的重要手段之一。同时，随着AIS应用的不断深入，基于AIS的船舶轨迹数据呈现几何增长态势，目前全球AIS岸基基站总数已超过5000个，每天接收数亿条原始数据，爆炸式的信息量给AIS数据的在线处理、船只监控和区域态势感知等在线服务带来了巨大的挑战。　　本文在深入调研AIS在线处理和服务应用需求的基础上，设计并实现了一个基于AIS轨迹数据的在线处理系统。该系统由三个子系统组成，实现了从AIS数据的接入、解析、压缩处理以及对外服务的整条数据运转流程，同时本文针对各子系统中的关键问题和技术难点展开了深入研究工作。论文的主要贡献如下:　　(1)设计并实现了接入解析子系统　　接入解析子系统提供对AIS原始数据的接入解析和数据质量评价分析的功能。该子系统除了支持27种AIS数据报文全量解析，还支持对数据的初步清洗和去重。此外，在实际应用中，由于AIS原始数据来自多种不同的数据源，各源之间存在着数据格式和通信方式不统一的问题。针对该问题，本文设计了一套多源数据接入方案，提出了一个AIS数据质量评价指标体系，实现对不同来源数据的评价分析工作。测试结果表明，系统接入不同数据源数目达到380个，每秒解析数据条目能力超过4万条，可以满足对全量AIS数据的接入解析需求。　　(2)设计并实现了轨迹压缩子系统　　轨迹压缩子系统提供对AIS船舶轨迹数据压缩的功能。在船舶AIS数据中，轨迹数据占80％以上，不仅数据量大而且存在着大量的数据冗余。本文针对上述问题，提出了一个基于航段划分的轨迹压缩方法，在尽量减少细节信息损失的前提下，将原有的轨迹点压缩成了航段和停泊点序列。测试结果表明，该方法具有较高的处理准确度和鲁棒性，子系统对AIS轨迹处理平均速度为18300点/秒，轨迹数据的压缩比例约为55∶1，可以满足对轨迹数据的在线压缩需求。　　(3)设计并实现了在线服务子系统　　在线服务子系统提供AIS数据流的定制分发、船舶和区域态势的实时监控等服务。由于不同用户对实时数据具有差异化的需求，该子系统通过一套灵活配置规则，提供实时数据的定制分发服务。同时本文设计了一种栅格化的实时监控方法，通过对栅格内船只整体属性进行分析，可以实现对单船和区域栅格的实时监控和异常预警服务。测试结果表明，该系统可以满足在线数据服务的功能需求。　　最后，该基于AIS轨迹数据的在线处理系统被应用部署到实际项目中，实现了全球全量AIS数据的接入解析和初步处理，并对外提供数据定制分发、船只监控和区域态势感知等服务。目前系统已为多家部委单位提供在线数据服务。通过对系统长期运行状态和结果的分析，验证了系统的稳定性和可靠性。