[发明专利]基于单元格扫描和GPS轨迹插值的土地深松合格率获取方法

权利要求书

1.基于单元格扫描和GPS轨迹插值的土地深松合格率获取方法，其特征在于：所述方法具体过程为：

步骤一：数据采集：通过安装在农机设备上的GPS定位装置和深松传感器每隔固定时间采集农机经纬度坐标和深松作业深度；

步骤二：坐标转换：将采集的农机经纬度坐标按照高斯投影变换转换为平面直角坐标系下的XY坐标；

步骤三：分段插值：对坐标点中每个相邻坐标进行分段处理，得到k段坐标点集C_i，i＝1,...,k，k取值为正整数；再将得到的k段坐标点集C_i中相邻坐标点间距离按照等分的方式插入新的坐标点，使相邻插值点间的距离小于等于给定值L，L取农机设备耕作幅宽长度；

步骤四：构建外切矩形：判断每一段内坐标点的方位点，根据方位点找到最大最小横坐标和最大最小纵坐标的四个坐标X_min，X_max，Y_min，Y_max，拓展四个坐标为X_min-L,X_max+L,Y_min-L,Y_max+L，将这四个坐标通过组合形成四个边界点，以这四个边界点为基准作XY轴的平行线，构建外切矩形R_i；

步骤五：扫描：以农机设备的耕作幅宽L为边长在每段坐标点集C_i的外切矩形R_i中构建正方形单元格，用正方形单元格铺满外切矩形R_i，i＝1,...,k，依次对每个正方形单元格进行遍历，判断此正方形单元格中是否存在插值后的坐标点，若存在则进行计数累加，最后得到每段坐标点集C_i含有正方形单元格的总个数A_i，i＝1,...,k，对每一段的A_i进行累加得到时段内整体作业正方形单元格数N取值为正整数；每个正方形单元格内取一个深松作业深度最大的数据点，判断正方形单元格内的深度最大的数据点是否合格，若合格的正方形单元格数为M，则获取土地深松合格率，土地深松合格率为M÷N×100％。

2.根据权利要求1所述基于单元格扫描和GPS轨迹插值的土地深松合格率获取方法，其特征在于：所述步骤二中坐标转换：将采集坐标的经纬度坐标按照高斯投影变换转换为平面直角坐标系下的XY坐标；具体过程为：

通过安装在农机设备上的GPS定位装置每隔固定时间上传农机的经纬度坐标，并将上传的经纬度坐标按照高斯投影变换转换为平面直角坐标系下的XY坐标；过程为：

设GPS设备某时刻上传的经纬度分别为longitude和latitude，单位为度；

计算1°所对应的弧度为iPI＝π/180.0；

式中，iPI为度转化为弧度的系数；

采用分带投影的方法：ZoneWide＝6，即6°带；

式中，ZoneWide为经差；

坐标系参数选用54年北京坐标系参数：

椭球体长半轴长度：a＝6378137.0

椭球体短半轴长度：b＝6356752.3142

将经纬度分别转换为弧度longitude1和latitude1：

longitude1＝longitude*iPI

latitude1＝latitude*iPI

查找带号：ProjNo＝longitude/ZoneWide

longitude0＝ProjNo*ZoneWide+ZoneWide/2

式中，ProjNo为经度与经差比得到的投影带编号；longitude0为中央经线的经度；

得到中央经线：longitude2＝longitude0*iPI

式中，longitude2为中央经线的经度对应的弧度；

椭球第一偏心率：

椭球第二偏心率：

计算卯酉圈曲率半径：

$R=a/\sqrt{1.0-e_2*{\sin }^2\left(latitude1\right)}$

计算子午线弧长：

S＝a*((1-e₂/4-3*e₂²/64-5*e₂³/256)*latitude1-(3*e₂/8+3*e₂²/32+45*e₂³/1024)*sin(2*latitude1)+(15*e₂²/256+45*e₂³/1024)*sin(4*latitude1)-(35*e₂³/3072)*sin(6*latitude1))

式中，*为乘号；

带内大地坐标：

xval＝R*(A+(1-T+C)*A³/6+(5-18*T+T²+72*C-58*e)*A⁵/120)

yval＝S+R*tan(latitude1)*(A²/2+(5-T+9*C+4*C²)*A⁴/24+(61-58*T+T²+600*C-330*e)*A⁶/720)

式中，xval为带内大地x轴坐标；yval为带内大地y轴坐标；

T＝tan²(latitude1)

C＝e₁*cos²(latitude1)

A＝(longitude1-longitude0)*cos(latitude1)

式中，T、C、A为中间变量；

计算横坐标方向上的偏移量：X₀＝1000000*(ProjNo+1)+500000；

计算得到直角坐标：X＝xval+X₀，Y＝yval。