[发明专利]一种基于三角剖分的农机作业面积测量方法和测量装置

说明书

本发明公开了一种基于三角剖分的农机作业面积测量方法和测量装置，方法包括：使用安装有卫星定位接收天线的农机具进行地面作业，通过卫星定位接收天线获取农机具的作业位置数据；对作业位置数据集进行预处理，以剔除其中的误差位置数据，并采用高斯投影正算将作业位置数据集由大地坐标系投影到平面空间坐标系；基于农机具作业的幅宽和最大速度，对作业位置数据集的所有位置点进行区域划分；针对每个区域，均根据区域内所有作业位置数据，采用三角剖分算法对该区域进行三角网格剖分，通过计算每个三角网格的面积得到该区域的面积；累加所有区域的面积获得农机具的作业总面积。本发明适用于全地形的面积测量，且测量精度高。

技术领域

本发明属于农机作业面积测量技术领域，具体涉及一种基于三角剖分的农机作业面积测量方法和测量装置。

背景技术

精准农业是农业现代化发展的主要方向，精准农业包括农机精准作业。农机精准作业主要包括：精准耕种、精准施药肥、精准灌溉及精准收获。农机精准作业的作业量监测与农机精准作业质量分析通常都涉及到农机作业面积的测量，例如农机作业面积与化肥、农药的使用量结合，实现农机精准施肥、施药作业质量分析。因此，农机作业面积的精准测量对农业现代化发展有着重要的意义。

现有的农机作业面积测量设备主要分为手持和车载式。

手持式农机作业面积测量设备，主要包括：皮尺、全站仪等专业设备及基于卫星导航定位系统的面积测量仪。(1)皮尺通过测量农机作业区域边长计算求得作业面积，此测量方法只适用于规则且小面积的农田；(2)全站仪等专业设备采用电子测距和电子测角技术实现农田面积测量，此测量方法计算复杂、成本高且需要专业技术的操作人员，因此不适合农机作业面积的测量；(3)基于卫星导航定位系统的面积测量仪通过记录农机作业区域边界计算农机作业面积，需要工作人员手持测量仪围绕农机作业区域行走一周，增加工作量，并且测量精度与工作人员的行走速度有较大关系，此测量方法不稳定。

车载式农机作业面积测量设备，主要为记录农机作业面积的卫星定位终端。因此车载式农机作业面积测量设备的测量方法主要包括：包络线法、轨迹与幅宽乘积法及栅格积分法。(1)包络线法农机作业面积测量采用车载式卫星定位设备和软件测算出作业区域的多边形面积作为农机作业面积，这种测量方法简单，但是无法准确计算地形起伏的丘陵山区农机作业面积测量；(2)轨迹与幅宽乘积法基于车载式卫星定位设备和软件获取农机作业轨迹的基础上，利用轨迹长度与幅宽乘积求得农机作业面积，这种测量方法简单，但是此方法不能解决重复作业的问题；(3)栅格积分法首先根据农机作业轨迹计算作业边界，按照一定边长对作业区域进行栅格分割，将作业位置点分别映射到对应的栅格中，最后通过统计作业位置点落在栅格中的个数与每个栅格面积的乘积得到农机作业面积。此方法有效解决重复作业问题，但是计算精度受栅格边长选择和农机作业速度的影响较大，并且当作业区域较大时计算量过大。

发明内容

基于现有的农机作业面积测量方法存在的技术问题，本发明提供一种基于三角剖分的农机作业面积测量方法，适用于全地形的面积测量，且测量精度高。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于三角剖分的农机作业面积测量方法，包括以下步骤：

步骤1，使用安装有卫星定位接收天线的农机具进行地面作业，通过卫星定位接收天线获取农机具的作业位置数据；

步骤2，对作业位置数据集进行预处理，以剔除其中的误差位置数据，并采用高斯投影正算将作业位置数据集由大地坐标系投影到平面空间坐标系；

步骤3，基于农机具作业的幅宽和最大速度，对作业位置数据集的所有位置点进行区域划分；

步骤4，针对每个区域，均根据区域内所有作业位置数据，采用三角剖分算法对该区域进行三角网格剖分，通过计算每个三角网格的面积得到该区域的面积；累加所有区域的面积获得农机具的作业总面积。