农机的作业亩数计算方法和农机的作业亩数计算系统技术方案

本发明专利技术公开了一农机的作业亩数计算方法和农机的作业亩数计算系统，其中所述作业亩数计算方法包括如下步骤(A)获取需要计算作业亩数的时间段内，一农机的坐标数据和对应的时间数据；(B)对所述农机的坐标数据和时间数据进行清洗，去除不属于所述农机处于正常作业状态下的坐标数据和时间数据；(C)对清洗后的所述农机的坐标数据和时间数据进行聚类分割，区分出所述农机处于正常作业状态和非作业状态下的数据，并保留所述农机处于作业状态下的坐标数据和时间数据；以及(D)基于农机处于作业状态下的坐标数据和时间数据形成对应的多边形，并根据多个多边形的面积得到所述农机的作业亩数，计算精确，算法简单，误差较小，适用范围广。广。广。

【技术实现步骤摘要】
农机的作业亩数计算方法和农机的作业亩数计算系统


[0001]本专利技术涉及农业领域，特别涉及一农机的作业亩数计算方法和农机的作业亩数计算系统。

技术介绍

[0002]随着农业现代化的不断发展和自动化程度的提高，对农机耕地面积的精确计算越来越重要，无论是政府发放补贴、农机操作人员的费用结算还是国家农业数据统计等，都与农机的作业亩数密不可分。目前主要通过手动测量方法和利用传感器的自动测量方法来计算农机的作业亩数，但这两种方法在实际操作过程中都存在不少问题。
[0003]具体来说，手动测量方法包括皮尺测量和手动打点测量。皮尺测量是指作业人员利用皮尺绕作业区域测量，获取作业区域的长宽尺寸，然后获得作业区域的亩数。这种方法不仅耗费人力，而且只适用于测量规则的小型作业区域，若是测量不规则田块，则计算繁琐，且存在较大误差。手动打点测量是指作业人员手持计亩器打点，利用作业区域端点的GPS数据计算出作业区域的面积，适用于测量多种形状和大面积的作业区域。但是，这个测量方法需要手工打点，增加了作业人员的工作量，而且测量速度较慢。
[0004]另外，自动测量方法包括里程计测量和定位导航测量。里程计测量是指在农机上安装里程计，利用里程计获取农机的行驶里程，乘以农机的作业宽度即可测量出农机的作业亩数。这种方法无需人工作业，计算速度快，但是测量精度较低。因为农机在行驶过程中存在重复作业和不作业的情况，而且里程计本身也存在较大的误差。因此利用里程计获取农机的行驶里程来计算得到的农机作业亩数与实际的农机作业亩数之间存在较大的差异。定位导航测量是指在农机上安装定位导航系统，例如GPS和北斗等系统解算农机的行驶里程，乘以农机的作业宽度即可测量出农机的作业亩数。但是这种方法和里程计测量方法存在相同的问题，无法区分作业状态、重复作业状态和非作业状态下的行驶里程，这样，导致利用定位导航测量的也计算得到的作业亩数会比实际亩数大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的在于提供一农机的作业亩数计算方法和农机的作业亩数计算系统，其中利用所述作业亩数计算方法可以精确地计算农机的作业亩数，算法简单，误差较小，适用范围广。
[0006]本专利技术的另一个目的在于提供一农机的作业亩数计算方法和农机的作业亩数计算系统，其中利用所述作业亩数计算方法能够区分所述农机处于正常作业状态、重复作业状态以及非作业状态，并且只计算所述农机处于作业状态下的数据，进而减小了利用所述作业亩数计算方法计算得到的作业亩数与实际作业亩数之间的差异。
[0007]本专利技术的另一个目的在于提供一农机的作业亩数计算方法和农机的作业亩数计算系统，其中在所述作业亩数计算方法中，根据所述农机的坐标数据和对应的时间数据自动区分所述农机的状态，例如但不限于，所述农机的坐标数据被实施为包括经度坐标和纬
度坐标。
[0008]本专利技术的另一个目的在于提供一农机的作业亩数计算方法和农机的作业亩数计算系统，其中在所述作业亩数计算方法中，对所述农机的坐标数据进行清洗，若在不同的时间点，所述农机的坐标数据重复出现，则只保留其中一个时间点对应的坐标数据，这样，可以避免将所述农机处于重复作业状态下的作业亩数计算在内，进而有利于减小利用所述作业亩数计算方法计算得到的作业亩数与实际作业亩数之间的差异。
[0009]本专利技术的另一个目的在于提供一农机的作业亩数计算方法和农机的作业亩数计算系统，其中在所述作业亩数计算方法中，去除所述农机的坐标数据中超出作业区域的坐标数据，完成对农机的坐标数据的清洗，避免将异常数据用于计算所述农机的作业亩数，有利于提高所述作业亩数计算方法的精准性。
[0010]本专利技术的另一个目的在于提供一农机的作业亩数计算方法和农机的作业亩数计算系统，其中在所述作业亩数计算方法中，将清洗后的所述农机的坐标数据和时间数据进行聚类分割，被分割后的数据中密度低且时间无规律的数据被划分为非作业数据，并将非作业数据去除，保证用于计算作业亩数的数据均为作业数据，进一步保障计算精确性。
[0011]本专利技术的另一个目的在于提供一农机的作业亩数计算方法和农机的作业亩数计算系统，其中在所述作业亩数计算方法中，基于聚类分割后的作业数据生成多个作业区域的多边形，并在后续，通过基于这些多边形的面积计算所述农机的作业亩数。
[0012]本专利技术的另一个目的在于提供一农机的作业亩数计算方法和农机的作业亩数计算系统，其中在所述作业亩数的计算方法中，对生成的所有多边形进行聚合，取出重复的多边形，获得没有重复的多个多边形，避免所述农机的同一个作业区块的面积被计算多次。
[0013]本专利技术的另一个目的在于提供一农机的作业亩数计算方法和农机的作业亩数计算系统，其中在所述作业亩数的计算方法中，利用投影换算的方式将所述农机的经度数据和维度数据转换成二维坐标，并基于二维坐标计算所述农机的最终作业面积的大小。
[0014]本专利技术的另一个目的在于提供一农机的作业亩数计算方法和农机的作业亩数计算系统，其中所述作业亩数测量方法可以应用于测量不同类型的农田，并且计算结果精准，有利于所述农机的操作人员的费用结算、国家政策补贴计算以及国家农业数据统计等。
[0015]依本专利技术的一个方面，本专利技术提供一农机的作业亩数计算方法，所述作业亩数计算方法包括如下步骤：
[0016](A)获取需要计算作业亩数的时间段内，一农机的坐标数据和对应的时间数据；
[0017](B)对所述农机的坐标数据和时间数据进行清洗，去除不属于所述农机处于正常作业状态下的坐标数据和时间数据；
[0018](C)对清洗后的所述农机的坐标数据和时间数据进行聚类分割，区分出所述农机处于正常作业状态和非作业状态下的数据，并保留所述农机处于作业状态下的坐标数据和时间数据；以及
[0019](D)基于农机处于作业状态下的坐标数据和时间数据形成对应的多边形，并根据多个多边形的面积得到所述农机的作业亩数。
[0020]根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤(B)中包括如下步
[0021](B.1)去除重复的所述农机的坐标数据和时间数据；和
[0022](B.2)对所述农机的坐标数据和时间数据进行清洗，去除异常数据。
[0023]根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤(B.1)中包括如下步骤：
[0024](b.1)对所述农机的坐标数据按照时间顺序进行排序；和
[0025](b.2)对所述农机的坐标数据和时间顺序进行去重。
[0026]根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤(B.2)中，预先设定待计算作业亩数的作业区域的一坐标范围，去除超出所述坐标范围的坐标数据和时间数据。
[0027]根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤(B.2)中，在预设的所述所述坐标范围中，经度数据的范围为[
‑
90,90]，纬度数据的范围为[
‑
180,180]。
[0028]根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤(B.2)中，用isolation forest算法对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一农机的作业亩数计算方法，其特征在于，所述作业亩数计算方法包括如下步骤：(A)获取需要计算作业亩数的时间段内，一农机的坐标数据和对应的时间数据；(B)对所述农机的坐标数据和时间数据进行清洗，去除不属于所述农机处于正常作业状态下的坐标数据和时间数据；(C)对清洗后的所述农机的坐标数据和时间数据进行聚类分割，区分出所述农机处于正常作业状态和非作业状态下的数据，并保留所述农机处于作业状态下的坐标数据和时间数据；以及(D)基于农机处于作业状态下的坐标数据和时间数据形成对应的多边形，并根据多个多边形的面积得到所述农机的作业亩数。2.根据权利要求1所述的作业亩数计算方法，其中在所述步骤(B)中包括如下步(B.1)去除重复的所述农机的坐标数据和时间数据；和(B.2)对所述农机的坐标数据和时间数据进行清洗，去除异常数据。3.根据权利要求2所述的作业亩数计算方法，其中在所述步骤(B.1)中包括如下步骤：(b.1)对所述农机的坐标数据按照时间顺序进行排序；和(b.2)对所述农机的坐标数据和时间顺序进行去重。4.根据权利要求3所述的作业亩数计算方法，其中在所述步骤(B.2)中，预先设定待计算作业亩数的作业区域的一坐标范围，去除超出所述坐标范围的坐标数据和时间数据。5.根据权利要求4所述的作业亩数计算方法，其中在所述步骤(B.2)中，在预设的所述所述坐标范围中，经度数据的范围为[
‑
90,90]，纬度数据的范围为[
‑
180,180]。6.根据权利要求5所述的作业亩数计算方法，其中在所述步骤(B.2)中，用isolation forest算法对所述农机的坐标数据进行异常检测，去除所述农机的坐标数据中超出预设的所述坐标范围的数据。7.根据权利要求1所述的作业亩数计算方法，其中在所述步骤(C)中，采用T
‑
DBSCAN算法对清洗后的所述农机的坐标数据和时间数据进行聚类分割，得到多个聚类数据块。8.根据权利要求7所述的作业亩数计算方法，其中在上述方法中，对于算法的核心参数时间阈值τ,密度半径r,密度阈值ε调用Hyperopt方法自动调参。9.根据权利要求8所述的作业亩数计算方法，其中在所述步骤(C)中，根据数据的密度和时间的规律性区分出所述农机处于正常作业状态和非作业状态下的数据，其中数据密度低且时间无规律的数据为农机处于非作业状态下的数据。10.根据权利要求1所述的作业亩数计算方法，其中在所述步骤(D)中，包括如下步骤：(D.1)采用Graham Scan对每一个所述作业聚类数据块的坐标数据和时间数据进行边界查找，找到对应的边界多边形；(D.2)用Buffer Union算法对每个多边形进行聚合，去除重复面积部分，生成最终无重复的多个多边形；(D.3)对每个多边形的顶点的经纬度坐标进行投影换算，利用最小二乘法对投影的epsg进行搜索，找到最佳投影系，转换成二维坐标；以及(D.4)基于多边形的二维坐标，利用多边形面积计算公式计算每个多边形的面积，并叠加得到最终的作业亩数。
11.一农机的作业亩数计算系统，其特征在于，包括：一数据获取模块，其中所述数据获取模块获取需要计算作业亩数的时间段内，一农机的坐标数据和对应的时间数据；一数据清洗模块，其中所述数据清洗模块被可通信地连接于所述数据获取模块，所述数据清洗模块对所述农机的坐标数据和时间数据进行清洗，去除不属于所述农机处于正常作业状态下的数据；一聚类分割模块，其中所述聚类分割模块被可通信地连接于所述数据清洗模块，所述聚类分割模块对清洗后的数据进行聚类分割，并得到所述农机处于正常作业状态下的一作业聚类数据块；一多边形生成模块，其中所述多边形生成模块被可通信地连接于所述聚类分割模块，所述多边形生成模块基于所述聚类分割模块生成的所述作业聚类数据块生成对应的多边形；以及一面积计算模块，其中所述面积计算模块被可通信地连接于所述多边形生成模块，所述面积计算模块基于所述多边形生成模块生成的多边形的面积得到所述农机最终的作业亩数。12.根据权利要求11所述的农机的作业亩数计算系统，其中所述农机的坐标数据被实施为进度数据和纬度数据。13.根据权利要求12所述的农机的作业亩数计算系统，其中所述数据清洗模块包括一重复...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟贵平，王高栋，孙钡，丁继，吴迪，
申请(专利权)人：丰疆智能深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：