GPS面积测量仪现已广泛用于对土地面积、房屋面积、农田面积进行测定,而且使用方便、结果精确,受到了农业、林业、水利和土管部门的青睐。尤其是农业,随着农业现代化进程的不断推进,国家对农业作业的效率要求越来越高,怎样才能让农业真正步上科技化道路?GPS在智慧农业,生态农业的应用是最关键的一环。在华北、西部等地区,农业机械化比较普遍,但是如何测定收割机今天收割了多少面积的玉米等作物,都是我们平时最常遇见的问题。那么,此时GPS面积测量仪就正好解决了这个问题。它有另一个更贴合实际的名字叫做收割机面积测量仪,或者是农机作业面积测量仪。你只需将仪器绑定在收割机或者其他大型农机上,然后绕所测面积一圈,仪器就能自动显示区域面积。
GPS面积测量仪是面积仪的一种,但是它最大的优点就是GPS全球定位系统。GPS全球定位系统是美国花了20多年的时间研发出来的,现在全世界各地都在使用的一个能够显示经纬度位置的系统。系统具有稳定性、高效性等特点。今天我们主要来揭秘下GPS系统如何进行不规则土地的面积测定,希望大家看了后会有所启发。
算法中首先建立坐标系,横坐标为经度,纵坐标为纬度。用链表存储所有记录数据。首先将记录记录下的所有的点进行排序,找出横向、纵向上的坐标的最大、最小值。以一定间距(间距很小,本设计中选间距可以任选,但要足够小)的平行于横轴直线平分坐标平面,将曲线边界近似看成由若干个线段微元构成的边界。从第一个点开始搜索,找出每一条边界线段微元与划分平面的哪一条直线相交,确定交点。这样将整个封闭区域分为若干个梯形微元,但是由于水平线上未必有我们所记录的数据点,因此区域不仅仅是用我们所设定的水平线进行划分就可以进行计算的,还需要进一步的划分区域。如图所示:
若相邻两点分别在两条水平线上(图中的线A、B),则梯形微元可直接确定;若水平线在相邻两点之间,如C,D,E点(其中D点为水平分割线),此时把D和CE的交点看成一个记录点,与其上一个点连成线段,再判断与哪条直线相交,此时,线D将区域细分为两个梯形微元。这只是某两点的情况,程序要从第一个点开始依次搜索每一个点,记录每一个边界线段微元与水平线的相交情况,适当细分,确定交点,根据交点及所有记录的边界点,确定所有的梯形微元,再将所有梯形微元面积累加即可得到封闭区域的面积。公式如下:
其中,S是以经纬度表示的面积,n是划分的水平线数,k和l是每一条水平线和边界线段微元的交点数,如果k和l是大于1的奇数,则此条水平线忽略掉,用它的上一条和下一条水平线直接作梯形,N代表水平线和边界线段微元的交点,di是两条水平线间的距离。
以上就是GPS面积测量仪实现不规则土地面积测定的核心所在。因此,不管测量当天天气如何,只要我们知道所测土地区域的每个点的位置信息,通过以上的微积分原理,用数学方法,就能够得到土地面积。当收割机面积测量仪的收割面积很大时,该仪器测得的精确更高,误差可以控制在十平方米级。
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