[發(fā)明專利]基于單元格掃描和GPS軌跡插值的土地深松合格率獲取方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710379117.9
• 申請(qǐng)日: 2017-05-25
• 公開（公告）號(hào): CN106989664A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹振東;趙京元;吳芝路;吳健宇;馬波;李波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B7/26
• 分類號(hào): G01B7/26
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所23109
• 代理人: 楊立超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土地深松合格率獲取方法。

背景技術(shù)

土地深松是指通過拖拉機(jī)牽引深松機(jī)具，疏松土壤，打破犁底層，改善耕層結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤蓄水保墑和抗旱排澇能力的一項(xiàng)耕作技術(shù)。開展深松土地作業(yè)有利于農(nóng)作物生長(zhǎng)，是提高農(nóng)作物產(chǎn)量的重要手段之。目前土地深松合格率的主要計(jì)算方法是等時(shí)間間隔對(duì)深松深度進(jìn)行記錄，若記錄的總數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)為W,其中M個(gè)數(shù)據(jù)滿足深松要求，土地深松合格率即為M÷W×100％。由于農(nóng)機(jī)作業(yè)速度不是勻速，不能保證測(cè)試點(diǎn)均勻分布在作業(yè)土地上，所以該方法計(jì)算土地深松合格率精度低，且存在“作弊”方法。作弊為生產(chǎn)者深松作業(yè)時(shí)利用現(xiàn)有方法漏洞，人為提高土地深松合格率的手段。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有方法計(jì)算土地深松合格率精度低，且存在作弊的問題，而提出基于單元格掃描和GPS軌跡插值的土地深松合格率獲取方法。

基于單元格掃描和GPS軌跡插值的土地深松合格率獲取方法具體過程為：

步驟一：數(shù)據(jù)采集：通過安裝在農(nóng)機(jī)設(shè)備上的GPS定位裝置和深松傳感器每隔固定時(shí)間采集農(nóng)機(jī)經(jīng)緯度坐標(biāo)和深松作業(yè)深度；

固定時(shí)間為人為設(shè)置；

步驟二：坐標(biāo)轉(zhuǎn)換：將采集的農(nóng)機(jī)經(jīng)緯度坐標(biāo)按照高斯投影變換轉(zhuǎn)換為平面直角坐標(biāo)系下的XY坐標(biāo)；

步驟三：分段插值：對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)中每個(gè)相鄰坐標(biāo)進(jìn)行分段處理，得到k段坐標(biāo)點(diǎn)集C_i，i＝1,...,k，k取值為正整數(shù)；再將得到的k段坐標(biāo)點(diǎn)集C_i中相鄰坐標(biāo)點(diǎn)間距離按照等分的方式插入新的坐標(biāo)點(diǎn)，使相鄰插值點(diǎn)間的距離小于等于給定值L，L取農(nóng)機(jī)設(shè)備耕作幅寬長(zhǎng)度；

步驟四：構(gòu)建外切矩形：判斷每一段內(nèi)坐標(biāo)點(diǎn)的方位點(diǎn)，根據(jù)方位點(diǎn)找到最大最小橫坐標(biāo)和最大最小縱坐標(biāo)的四個(gè)坐標(biāo)X_min，X_max，Y_min，Y_max，拓展四個(gè)坐標(biāo)為X_min-L,X_max+L,Y_min-L,Y_max+L，將這四個(gè)坐標(biāo)通過組合形成四個(gè)邊界點(diǎn)，以這四個(gè)邊界點(diǎn)為基準(zhǔn)作XY軸的平行線，構(gòu)建外切矩形R_i；

步驟五：掃描：以農(nóng)機(jī)設(shè)備的耕作幅寬L為邊長(zhǎng)在每段坐標(biāo)點(diǎn)集C_i的外切矩形R_i中構(gòu)建正方形單元格，用正方形單元格鋪滿外切矩形R_i，i＝1,...,k，依次對(duì)每個(gè)正方形單元格進(jìn)行遍歷，判斷此正方形單元格中是否存在插值后的坐標(biāo)點(diǎn)，若存在則進(jìn)行計(jì)數(shù)累加，最后得到每段坐標(biāo)點(diǎn)集C_i含有正方形單元格的總個(gè)數(shù)A_i，i＝1,...,k，對(duì)每一段的A_i進(jìn)行累加得到時(shí)段內(nèi)整體作業(yè)正方形單元格數(shù)N取值為正整數(shù)；每個(gè)正方形單元格內(nèi)取一個(gè)深松作業(yè)深度最大的數(shù)據(jù)點(diǎn)，判斷正方形單元格內(nèi)的深度最大的數(shù)據(jù)點(diǎn)是否合格，若合格的正方形單元格數(shù)為M，則獲取土地深松合格率，土地深松合格率為M÷N×100％。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明有效利用現(xiàn)代信息技術(shù)中的地理信息系統(tǒng)，通過單元格掃描的方法將深松作業(yè)土地分成若干個(gè)小單元格，并保證每個(gè)單元格內(nèi)存在至少一個(gè)深松數(shù)據(jù)測(cè)試點(diǎn)，即實(shí)現(xiàn)了深松數(shù)據(jù)測(cè)試點(diǎn)在作業(yè)土地的平均分布，提高了計(jì)算土地深松合格率的精度，且避免了作弊的問題，所以本發(fā)明是一種高效、便利、精確度高的解決方案。

實(shí)施例中采用現(xiàn)有方法獲得的土地深松合格率為80％，而實(shí)際土地深松合格率僅有17％，而本發(fā)明基于單元格掃描和GPS軌跡插值的土地深松合格率計(jì)算方法計(jì)算土地深松合格率為16.6％，避免了現(xiàn)有方法計(jì)算過程中的誤差，得到的土地深松合格率與實(shí)際土地深松合格率相近，提高了計(jì)算土地深松合格率精度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的基于單元格掃描和GPS軌跡插值土地深松合格率獲取方法流程圖；

圖2是確定單元格掃描示意圖；

圖3是傳統(tǒng)作業(yè)深度隨時(shí)間的變化

圖4是傳統(tǒng)作業(yè)面積隨時(shí)間的變化。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的基于單元格掃描和GPS軌跡插值的土地深松合格率獲取方法具體過程為：

步驟一：數(shù)據(jù)采集：通過安裝在農(nóng)機(jī)設(shè)備上的GPS定位裝置和深松傳感器每隔固定時(shí)間采集農(nóng)機(jī)經(jīng)緯度坐標(biāo)和深松作業(yè)深度；

固定時(shí)間為人為設(shè)置；