本發(fā)明屬于智能農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于線路徑的地塊面積計(jì)算方法。

背景技術(shù)：

農(nóng)業(yè)用戶(hù)經(jīng)常需要對(duì)地塊面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，作為計(jì)費(fèi)依據(jù)或做其他統(tǒng)計(jì)考量；由于農(nóng)業(yè)作業(yè)地形的復(fù)雜性，很多地塊面積無(wú)法準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)計(jì)算，導(dǎo)致農(nóng)民的相關(guān)利益無(wú)法獲取，政府部門(mén)也無(wú)法統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確的地塊面積進(jìn)而影響到?jīng)Q策和管理。

現(xiàn)有的地塊計(jì)算方法一般為估算法和GPS測(cè)量法，而傳統(tǒng)的估算法顯然無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)準(zhǔn)確獲取地塊面積數(shù)據(jù)的要求；而GPS測(cè)量法，由于地形的不規(guī)則性，以及運(yùn)用收獲類(lèi)農(nóng)業(yè)機(jī)械獲取GPS測(cè)量點(diǎn)時(shí)，收割機(jī)軌跡為Z字形循環(huán)收割，或回字形環(huán)繞收割，此軌跡有異于常規(guī)測(cè)畝儀的測(cè)量方法，所以，常規(guī)設(shè)備對(duì)于在農(nóng)業(yè)收獲機(jī)軌跡中取用的GPS點(diǎn)極易造成計(jì)算混淆或重復(fù)計(jì)算，導(dǎo)致測(cè)量面積與實(shí)際面積存在較大誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足，提出了一種基于線路徑的地塊面積計(jì)算方法。

一種基于線路徑的地塊面積計(jì)算方法，主要包括了以下步驟：

1）確定目標(biāo)地塊，在作業(yè)的農(nóng)機(jī)上安裝GPS終端，作業(yè)時(shí)實(shí)時(shí)采集經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，經(jīng)緯度坐標(biāo)以行或者列的GPS點(diǎn)位數(shù)據(jù)形式分布于作業(yè)的地塊上；

2）將GPS點(diǎn)位數(shù)據(jù)按時(shí)間順序排列形成一個(gè)連續(xù)或不連續(xù)的線路徑，基于該線路徑，沿著線路徑的兩側(cè)外擴(kuò)一定的半徑后行成的多邊形，成為緩沖區(qū)；

3）采用扇形搜索法對(duì)線路徑的端點(diǎn)處進(jìn)行優(yōu)化，形成沿端點(diǎn)部分的緩沖區(qū)域；采用凸角圓弧法對(duì)線路徑折線部分緩沖區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化，形成最終的線路徑折線部分的優(yōu)化緩沖區(qū)；

4）通過(guò)矢量三角形累加法，計(jì)算優(yōu)化緩沖區(qū)的面積，得到多面形地塊的最終面積。

優(yōu)選的，步驟3）中所述采用扇形搜索法對(duì)線路徑的端點(diǎn)處進(jìn)行優(yōu)化為，在端點(diǎn)處以一定的半徑繪制半圓形，形成端點(diǎn)部分的緩沖區(qū)域。

優(yōu)選的，步驟3）中所述采用凸角圓弧法對(duì)線路徑折線部分緩沖區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化為，在折線部分的轉(zhuǎn)角外側(cè)用圓弧來(lái)代替尖角，內(nèi)側(cè)仍然使用尖角的方法，生成緩沖區(qū)；具體實(shí)施步驟為：

一、直線性判斷，判斷相鄰三點(diǎn)是否在同一直線上；

二、折點(diǎn)凸凹性判斷，在折線部分的轉(zhuǎn)角外側(cè)用圓弧來(lái)代替尖角，內(nèi)側(cè)仍然使用尖角的方法；

三、凸點(diǎn)圓弧的嵌入，即將轉(zhuǎn)角外側(cè)形成的圓弧和兩邊的線段相連；

四、邊線關(guān)系的判別與處理，島嶼多邊形參與緩沖區(qū)邊界的構(gòu)成，重疊多邊形不參與緩沖區(qū)邊界的構(gòu)成；

五、緩沖區(qū)邊界的形成，具體是將重疊區(qū)域進(jìn)行合并，繪制外圍的邊線，包括島嶼多邊形的輪廓，形成最終的緩沖區(qū)邊界。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益的技術(shù)效果為：

本發(fā)明利用地理信息技術(shù)，結(jié)合GPS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了一種基于線路徑的地塊面積高效計(jì)算方法，首先，其能通過(guò)優(yōu)化線路徑準(zhǔn)確、有效、合理的計(jì)算出地塊的面積；其次，該方法能適應(yīng)各種復(fù)雜、不規(guī)則農(nóng)地的面積計(jì)算；最后，通過(guò)優(yōu)化算法能夠排除作業(yè)中重復(fù)、遺漏的區(qū)域，減少誤差。

附圖說(shuō)明

圖1 是本發(fā)明的線路徑緩沖區(qū)域形成圖。

圖2 是本發(fā)明線的緩沖區(qū)圖釋。

圖3 是本發(fā)明的方法的過(guò)程流程圖。

具體實(shí)施方式

一種基于線路徑的地塊面積計(jì)算方法，使用的GPS為千里馬GPS終端，按照通信協(xié)議，GPS點(diǎn)位數(shù)據(jù)的更新時(shí)間周期為1hz，發(fā)送的經(jīng)緯度單位為百萬(wàn)分之一度，單位約為0.113m（按赤道處一度對(duì)應(yīng)113km計(jì)算），GPS定位精度為3m左右，考慮到農(nóng)機(jī)作業(yè)時(shí)一般跨度不會(huì)太大（<10km）,此誤差可以作為統(tǒng)一的系統(tǒng)誤差忽略，或使用統(tǒng)一的系統(tǒng)調(diào)整系數(shù)消除。

主要包括了以下步驟：

1）確定目標(biāo)地塊，在作業(yè)的農(nóng)機(jī)上安裝GPS終端，作業(yè)時(shí)實(shí)時(shí)采集經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，經(jīng)緯度坐標(biāo)以行或者列的GPS點(diǎn)位數(shù)據(jù)形式分布于作業(yè)的地塊上；

2）將GPS點(diǎn)位數(shù)據(jù)按時(shí)間順序排列形成一個(gè)連續(xù)或不連續(xù)的線路徑，基于該線路徑，沿著線路徑的兩側(cè)外擴(kuò)一定的半徑后行成的多邊形，成為緩沖區(qū)，如圖1-2所示線及線路徑的緩沖區(qū)圖解；

3）采用扇形搜索法對(duì)線路徑的端點(diǎn)處進(jìn)行優(yōu)化，形成沿端點(diǎn)部分的緩沖區(qū)域；采用凸角圓弧法對(duì)線路徑折線部分緩沖區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化，形成最終的線路徑折線部分的優(yōu)化緩沖區(qū)；

4）通過(guò)矢量三角形累加法，計(jì)算優(yōu)化緩沖區(qū)的面積，得到多面形地塊的最終面積。

優(yōu)選的，步驟3）中所述采用扇形搜索法對(duì)線路徑的端點(diǎn)處進(jìn)行優(yōu)化為，在端點(diǎn)處以一定的半徑繪制半圓形，形成端點(diǎn)部分的緩沖區(qū)域。

優(yōu)選的，步驟3）中所述采用凸角圓弧法對(duì)線路徑折線部分緩沖區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化為，在折線部分的轉(zhuǎn)角外側(cè)用圓弧來(lái)代替尖角，內(nèi)側(cè)仍然使用尖角的方法，生成緩沖區(qū)；具體實(shí)施步驟為：

一、直線性判斷，判斷相鄰三點(diǎn)是否在同一直線上；

二、折點(diǎn)凸凹性判斷，在折線部分的轉(zhuǎn)角外側(cè)用圓弧來(lái)代替尖角，內(nèi)側(cè)仍然使用尖角的方法；

三、凸點(diǎn)圓弧的嵌入，即將轉(zhuǎn)角外側(cè)形成的圓弧和兩邊的線段相連；

四、邊線關(guān)系的判別與處理，島嶼多邊形參與緩沖區(qū)邊界的構(gòu)成，重疊多邊形不參與緩沖區(qū)邊界的構(gòu)成；

五、緩沖區(qū)邊界的形成，具體是將重疊區(qū)域進(jìn)行合并，繪制外圍的邊線，包括島嶼多邊形的輪廓，形成最終的緩沖區(qū)邊界。

以上對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。