[发明专利]一种基于农机GPS定位数据的农田作业面积测算方法

说明书

本发明公开了一种基于农机GPS定位数据的农田作业面积测算方法，能够对农田作业面积进行高效准确面积测算、且具有去重耕效果。包括如下步骤：在农田作业期间，农机GPS定位终端每隔设定时间获取农机的GPS定位信息传输至后台数据存储中心，农田作业完毕，选取设定时间段内的GPS定位点，对相邻GPS定位点间的矩形耕地区域进行随机插值，随机插值后的所有GPS定位点进行谱聚类得到至少两个第一次聚类的分块区域。对每个第一次聚类的分块区域再进行谱聚类，得到至少两个第二次聚类的分块区域。对于每个第二次聚类的分块区域，去除其中无GPS定位点的空白区域，并进行耕地拐点消除，由此划分得到最终的分块区域。所有最终的分块区域对应面积总和即为最终作业面积。

技术领域

本发明涉及农机数据分析技术领域，具体涉及一种基于农机GPS定位数据的农田作业面积测算方法。

背景技术

随着农村土地越来越集中化，大块的农田为机械化耕种提供了有利条件，机械化、智能化的现代农业正在不断发展，在精准农业的发展趋势下，农机作业面积测算一方面能够统计农作物产量，另一方面也是公用农机作业收费的依据，因此亟需高效准确的作业面积测算方法。

现有农机作业面积测算方法主要存在不能有效解决重耕作业面积测算的问题，这导致作业面积测算结果偏大，当存在大量重耕区域时，导致农机作业面积测算结果不准确，引发农机驾驶者和雇主的经济纠纷。目前农机作业面积测算有人工测量法、作业路径测量法、多边形区域边界建模法、单元格处理法、空间网格剖分法等。

采用人力进行测量的方法靠人工手持作业面积测算设备进行测量，不仅效率低还增加了不必要的人工成本；根据农机作业路径测量的方法，是用农机行驶过的路径的长度乘以耕具宽度来计算作业面积，这种方法存在重耕的问题，计算出的作业面积较实际作业面积结果偏大。

多边形区域边界建模法采集多边形农田作业区域边界的n个顶点，建立上边界函数模型和下边界函数模型完成边界建模，然后计算上下边界函数之间的面积，该方法对区域边界顶点定位的准确性要求较高，边界顶点定位不准确，作业面积测算结果也不准确，同时，该方法并没有对重耕问题进行有效地解决。

单元格处理法是将作业面积根据GPS定位数据划分成很多矩形，然后计算矩形的面积，同时再计算重叠部分的面积，但是由于每个矩形方向不一样，造成每个重叠部分为不规则形状，而由于GPS定位偏移的问题，很难确定重叠部分的位置。

空间网格剖分法主要利用机器学习方法来对耕地区域进行区域划分，如利用聚类算法对区域进行聚类分块，但是现有方法并没有应用该方法解决作业重耕问题，且由于耕地路径不规则，导致聚类后的区域存在很多无定位点的空白区域，所以聚类方法及其改进方法的直接应用并不能有效的对区域进行分块划分。

因此，目前亟需一种能够对农田作业面积进行高效准确面积测算、且具有去重耕效果的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于农机GPS定位数据的农田作业面积测算方法，能够对农田作业面积进行高效准确面积测算、且具有去重耕效果。

为达到上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤：

S1、在农机进行农田作业期间，农机GPS定位终端每隔设定时间获取农机的GPS定位信息，包括农机的GPS定位点以及时间，并将获取的GPS定位信息传输至后台数据存储中心，农田作业完毕，执行S2。

S2、从后台数据存储中心选取设定时间段内的GPS定位点。

S3、对相邻GPS定位点间的矩形耕地区域进行随机插值。

S4、对随机插值后的所有GPS定位点进行谱聚类，谱聚类结果为得到至少两个第一次聚类的分块区域。

S5、对每个第一次聚类的分块区域再进行谱聚类，得到至少两个第二次聚类的分块区域。