CN106839971A - 一种基于线路径的地块面积计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于线路径的地块面积计算方法，首先，确定目标地块，在作业的农机上安装GPS终端，作业时实时采集经纬度数据，经纬度坐标以行或者列的GPS点位数据形式分布于作业的地块上；然后，将GPS点位数据按时间顺序排列形成一个连续或不连续的线路径，基于该线路径，沿着线路径的两侧外扩一定的半径后行成的多边形，成为缓冲区；采用扇形搜索法对线路径的端点处进行优化，形成沿端点部分的缓冲区域；采用凸角圆弧法对线路径折线部分缓冲区域进行优化，形成最终的线路径折线部分的优化缓冲区；最后，通过矢量三角形累加法，计算优化缓冲区的面积，得到多面形地块的最终面积。

Description

一种基于线路径的地块面积计算方法

技术领域

本发明属于智能农业技术领域，特别涉及一种基于线路径的地块面积计算方法。

背景技术

农业用户经常需要对地块面积进行统计，作为计费依据或做其他统计考量；由于农业作业地形的复杂性，很多地块面积无法准确统计计算，导致农民的相关利益无法获取，政府部门也无法统计准确的地块面积进而影响到决策和管理。

现有的地块计算方法一般为估算法和GPS测量法，而传统的估算法显然无法满足现代农业对准确获取地块面积数据的要求；而GPS测量法，由于地形的不规则性，以及运用收获类农业机械获取GPS测量点时，收割机轨迹为Z字形循环收割，或回字形环绕收割，此轨迹有异于常规测亩仪的测量方法，所以，常规设备对于在农业收获机轨迹中取用的GPS点极易造成计算混淆或重复计算，导致测量面积与实际面积存在较大误差。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足，提出了一种基于线路径的地块面积计算方法。

一种基于线路径的地块面积计算方法，主要包括了以下步骤：

1）确定目标地块，在作业的农机上安装GPS终端，作业时实时采集经纬度数据，经纬度坐标以行或者列的GPS点位数据形式分布于作业的地块上；

2）将GPS点位数据按时间顺序排列形成一个连续或不连续的线路径，基于该线路径，沿着线路径的两侧外扩一定的半径后行成的多边形，成为缓冲区；

3）采用扇形搜索法对线路径的端点处进行优化，形成沿端点部分的缓冲区域；采用凸角圆弧法对线路径折线部分缓冲区域进行优化，形成最终的线路径折线部分的优化缓冲区；

4）通过矢量三角形累加法，计算优化缓冲区的面积，得到多面形地块的最终面积。

优选的，步骤3）中所述采用扇形搜索法对线路径的端点处进行优化为，在端点处以一定的半径绘制半圆形，形成端点部分的缓冲区域。

优选的，步骤3）中所述采用凸角圆弧法对线路径折线部分缓冲区域进行优化为，在折线部分的转角外侧用圆弧来代替尖角，内侧仍然使用尖角的方法，生成缓冲区；具体实施步骤为：

一、直线性判断，判断相邻三点是否在同一直线上；

二、折点凸凹性判断，在折线部分的转角外侧用圆弧来代替尖角，内侧仍然使用尖角的方法；

三、凸点圆弧的嵌入，即将转角外侧形成的圆弧和两边的线段相连；

四、边线关系的判别与处理，岛屿多边形参与缓冲区边界的构成，重叠多边形不参与缓冲区边界的构成；

五、缓冲区边界的形成，具体是将重叠区域进行合并，绘制外围的边线，包括岛屿多边形的轮廓，形成最终的缓冲区边界。

本发明与现有技术相比，其有益的技术效果为：

本发明利用地理信息技术，结合GPS技术，实现了一种基于线路径的地块面积高效计算方法，首先，其能通过优化线路径准确、有效、合理的计算出地块的面积；其次，该方法能适应各种复杂、不规则农地的面积计算；最后，通过优化算法能够排除作业中重复、遗漏的区域，减少误差。

附图说明

图1 是本发明的线路径缓冲区域形成图。

图2 是本发明线的缓冲区图释。

图3 是本发明的方法的过程流程图。

具体实施方式

一种基于线路径的地块面积计算方法，使用的GPS为千里马GPS终端，按照通信协议，GPS点位数据的更新时间周期为1hz，发送的经纬度单位为百万分之一度，单位约为0.113m（按赤道处一度对应113km计算），GPS定位精度为3m左右，考虑到农机作业时一般跨度不会太大（<10km）,此误差可以作为统一的系统误差忽略，或使用统一的系统调整系数消除。

主要包括了以下步骤：

1）确定目标地块，在作业的农机上安装GPS终端，作业时实时采集经纬度数据，经纬度坐标以行或者列的GPS点位数据形式分布于作业的地块上；

2）将GPS点位数据按时间顺序排列形成一个连续或不连续的线路径，基于该线路径，沿着线路径的两侧外扩一定的半径后行成的多边形，成为缓冲区，如图1-2所示线及线路径的缓冲区图解；

3）采用扇形搜索法对线路径的端点处进行优化，形成沿端点部分的缓冲区域；采用凸角圆弧法对线路径折线部分缓冲区域进行优化，形成最终的线路径折线部分的优化缓冲区；

4）通过矢量三角形累加法，计算优化缓冲区的面积，得到多面形地块的最终面积。

优选的，步骤3）中所述采用扇形搜索法对线路径的端点处进行优化为，在端点处以一定的半径绘制半圆形，形成端点部分的缓冲区域。

优选的，步骤3）中所述采用凸角圆弧法对线路径折线部分缓冲区域进行优化为，在折线部分的转角外侧用圆弧来代替尖角，内侧仍然使用尖角的方法，生成缓冲区；具体实施步骤为：

一、直线性判断，判断相邻三点是否在同一直线上；

二、折点凸凹性判断，在折线部分的转角外侧用圆弧来代替尖角，内侧仍然使用尖角的方法；

三、凸点圆弧的嵌入，即将转角外侧形成的圆弧和两边的线段相连；

四、边线关系的判别与处理，岛屿多边形参与缓冲区边界的构成，重叠多边形不参与缓冲区边界的构成；

五、缓冲区边界的形成，具体是将重叠区域进行合并，绘制外围的边线，包括岛屿多边形的轮廓，形成最终的缓冲区边界。

以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种基于线路径的地块面积计算方法，其特征在于，主要包括了以下步骤：

1）确定目标地块，在作业的农机上安装GPS终端，农机在地块上作业时实时采集经纬度数据，经纬度坐标以行或者列的GPS点位数据形式分布于作业的地块上；

2）将GPS点位数据按时间顺序排列形成一个连续或不连续的线路径，基于该线路径，沿着线路径的两侧外扩一定的半径后行成的多边形，成为缓冲区；

3）采用扇形搜索法对线路径的端点处进行优化，形成沿端点部分的缓冲区；采用凸角圆弧法对线路径折线部分缓冲区域进行优化，形成最终的线路径折线部分的缓冲区；

4）通过矢量三角形累加法，计算上述优化后的缓冲区面积，得到多面形地块的最终面积。

2.根据权利要求1所述的一种基于线路径的地块面积计算方法，其特征在于，步骤3）中所述采用扇形搜索法对线路径的端点处进行优化为，在端点处以一定的半径绘制半圆形，形成端点部分的缓冲区域。

3.根据权利要求1所述的一种基于线路径的地块面积计算方法，其特征在于，步骤3）中所述采用凸角圆弧法对线路径折线部分缓冲区域进行优化为，在折线部分的转角外侧用圆弧来代替尖角，内侧仍然使用尖角的方法，生成缓冲区；具体实施步骤为：

一、直线性判断，判断相邻三点是否在同一直线上；

二、折点凸凹性判断，在折线部分的转角外侧用圆弧来代替尖角，内侧仍然使用尖角的方法；

三、凸点圆弧的嵌入，即将转角外侧形成的圆弧和两边的线段相连；

四、边线关系的判别与处理，岛屿多边形参与缓冲区边界的构成，重叠多边形不参与缓冲区边界的构成；

五、缓冲区边界的形成，具体是将重叠区域进行合并，绘制外围的边线，包括岛屿多边形的轮廓，形成最终的缓冲区边界。