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

背景技術：

農(nóng)業(yè)用戶經(jīng)常需要對地塊面積進行統(tǒng)計，作為計費依據(jù)或做其他統(tǒng)計考量；由于農(nóng)業(yè)作業(yè)地形的復雜性，很多地塊面積無法準確統(tǒng)計計算，導致農(nóng)民的相關利益無法獲取，政府部門也無法統(tǒng)計準確的地塊面積進而影響到?jīng)Q策和管理。

現(xiàn)有的地塊計算方法一般為估算法和GPS測量法，而傳統(tǒng)的估算法顯然無法滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對準確獲取地塊面積數(shù)據(jù)的要求；而GPS測量法，由于地形的不規(guī)則性，以及運用收獲類農(nóng)業(yè)機械獲取GPS測量點時，收割機軌跡為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)測畝儀的測量方法，所以，常規(guī)設備對于在農(nóng)業(yè)收獲機軌跡中取用的GPS點極易造成計算混淆或重復計算，導致測量面積與實際面積存在較大誤差。

技術實現(xiàn)要素：

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

一種基于線路徑的地塊面積計算方法，主要包括了以下步驟：

1）確定目標地塊，在作業(yè)的農(nóng)機上安裝GPS終端，作業(yè)時實時采集經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，經(jīng)緯度坐標以行或者列的GPS點位數(shù)據(jù)形式分布于作業(yè)的地塊上；

2）將GPS點位數(shù)據(jù)按時間順序排列形成一個連續(xù)或不連續(xù)的線路徑，基于該線路徑，沿著線路徑的兩側外擴一定的半徑后行成的多邊形，成為緩沖區(qū)；

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

4）通過矢量三角形累加法，計算優(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線路徑的端點處進行優(yōu)化為，在端點處以一定的半徑繪制半圓形，形成端點部分的緩沖區(qū)域。

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

一、直線性判斷，判斷相鄰三點是否在同一直線上；

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

三、凸點圓弧的嵌入，即將轉(zhuǎn)角外側形成的圓弧和兩邊的線段相連；

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

五、緩沖區(qū)邊界的形成，具體是將重疊區(qū)域進行合并，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)有技術相比，其有益的技術效果為：

本發(fā)明利用地理信息技術，結合GPS技術，實現(xiàn)了一種基于線路徑的地塊面積高效計算方法，首先，其能通過優(yōu)化線路徑準確、有效、合理的計算出地塊的面積；其次，該方法能適應各種復雜、不規(guī)則農(nóng)地的面積計算；最后，通過優(yōu)化算法能夠排除作業(yè)中重復、遺漏的區(qū)域，減少誤差。

附圖說明

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)明的方法的過程流程圖。

具體實施方式

一種基于線路徑的地塊面積計算方法，使用的GPS為千里馬GPS終端，按照通信協(xié)議，GPS點位數(shù)據(jù)的更新時間周期為1hz，發(fā)送的經(jīng)緯度單位為百萬分之一度，單位約為0.113m（按赤道處一度對應113km計算），GPS定位精度為3m左右，考慮到農(nóng)機作業(yè)時一般跨度不會太大（<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）確定目標地塊，在作業(yè)的農(nóng)機上安裝GPS終端，作業(yè)時實時采集經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，經(jīng)緯度坐標以行或者列的GPS點位數(shù)據(jù)形式分布于作業(yè)的地塊上；

2）將GPS點位數(shù)據(jù)按時間順序排列形成一個連續(xù)或不連續(xù)的線路徑，基于該線路徑，沿著線路徑的兩側外擴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）采用扇形搜索法對線路徑的端點處進行優(yōu)化，形成沿端點部分的緩沖區(qū)域；采用凸角圓弧法對線路徑折線部分緩沖區(qū)域進行優(yōu)化，形成最終的線路徑折線部分的優(yōu)化緩沖區(qū)；

4）通過矢量三角形累加法，計算優(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線路徑的端點處進行優(yōu)化為，在端點處以一定的半徑繪制半圓形，形成端點部分的緩沖區(qū)域。

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

一、直線性判斷，判斷相鄰三點是否在同一直線上；

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

三、凸點圓弧的嵌入，即將轉(zhuǎn)角外側形成的圓弧和兩邊的線段相連；

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

五、緩沖區(qū)邊界的形成，具體是將重疊區(qū)域進行合并，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。

以上對本發(fā)明進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。