GPS面積測量儀求面積方法大揭秘
GPS面積測量儀求面積方法大揭秘
GPS面積測量儀現(xiàn)已廣泛用于對土地面積、房屋面積、農(nóng)田面積進(jìn)行測定，而且使用方便、結(jié)果精確，受到了農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利和土管部門的青睞。尤其是農(nóng)業(yè)，隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，國家對農(nóng)業(yè)作業(yè)的效率要求越來越高，怎樣才能讓農(nóng)業(yè)真正步上科技化道路？在華北、西部等地區(qū)，農(nóng)業(yè)機(jī)械化比較普遍，但是如何測定收割機(jī)今天收割了多少面積的玉米等作物，都是我們平時(shí)最常遇見的問題。那么，此時(shí)GPS面積測量儀就正好解決了這個(gè)問題。它有另一個(gè)更貼合實(shí)際的名字叫做收割機(jī)面積測量儀，或者是農(nóng)機(jī)作業(yè)面積測量儀。你只需將儀器綁定在收割機(jī)或者其他大型農(nóng)機(jī)上，然后繞所測面積一圈，儀器就能自動(dòng)顯示區(qū)域面積。
GPS面積測量儀是面積儀的一種，但是它最大的優(yōu)點(diǎn)就是GPS全球定位系統(tǒng)。GPS全球定位系統(tǒng)是美國花了20多年的時(shí)間研發(fā)出來的，現(xiàn)在全世界各地都在使用的一個(gè)能夠顯示經(jīng)緯度位置的系統(tǒng)。系統(tǒng)具有穩(wěn)定性、高效性等特點(diǎn)。今天我們主要來揭秘下GPS系統(tǒng)如何進(jìn)行不規(guī)則土地的面積測定，希望大家看了后會(huì)有所啟發(fā)。
算法中首先建立坐標(biāo)系，橫坐標(biāo)為經(jīng)度，縱坐標(biāo)為緯度。用鏈表存儲(chǔ)所有記錄數(shù)據(jù)。首先將記錄記錄下的所有的點(diǎn)進(jìn)行排序，找出橫向、縱向上的坐標(biāo)的最大、最小值。以一定間距(間距很小，本設(shè)計(jì)中選間距可以任選，但要足夠小)的平行于橫軸直線平分坐標(biāo)平面，將曲線邊界近似看成由若干個(gè)線段微元構(gòu)成的邊界。從第一個(gè)點(diǎn)開始搜索，找出每一條邊界線段微元與劃分平面的哪一條直線相交，確定交點(diǎn)。這樣將整個(gè)封閉區(qū)域分為若干個(gè)梯形微元，但是由于水平線上未必有我們所記錄的數(shù)據(jù)點(diǎn)，因此區(qū)域不僅僅是用我們所設(shè)定的水平線進(jìn)行劃分就可以進(jìn)行計(jì)算的，還需要進(jìn)一步的劃分區(qū)域。如圖所示，若相鄰兩點(diǎn)分別在兩條水平線上(圖中的線A、B)，則梯形微元可直接確定;若水平線在相鄰兩點(diǎn)之間，如C，D，E點(diǎn)(其中D點(diǎn)為水平分割線)，此時(shí)把D和CE的交點(diǎn)看成一個(gè)記錄點(diǎn)，與其上一個(gè)點(diǎn)連成線段，再判斷與哪條直線相交，此時(shí)，線D將區(qū)域細(xì)分為兩個(gè)梯形微元。這只是某兩點(diǎn)的情況，程序要從第一個(gè)點(diǎn)開始依次搜索每一個(gè)點(diǎn)，記錄每一個(gè)邊界線段微元與水平線的相交情況，適當(dāng)細(xì)分，確定交點(diǎn)，根據(jù)交點(diǎn)及所有記錄的邊界點(diǎn)，確定所有的梯形微元，再將所有梯形微元面積累加即可得到封閉區(qū)域的面積。公式如下:
其中，S是以經(jīng)緯度表示的面積，n是劃分的水平線數(shù)，k和l是每一條水平線和邊界線段微元的交點(diǎn)數(shù)，如果k和l是大于1的奇數(shù)，則此條水平線忽略掉，用它的上一條和下一條水平線直接作梯形，N代表水平線和邊界線段微元的交點(diǎn)，di是兩條水平線間的距離。
以上就是GPS面積測量儀實(shí)現(xiàn)不規(guī)則土地面積測定的核心所在。因此，不管測量當(dāng)天天氣如何，只要我們知道所測土地區(qū)域的每個(gè)點(diǎn)的位置信息，通過以上的微積分原理，用數(shù)學(xué)方法，就能夠得到土地面積。當(dāng)收割機(jī)面積測量儀的收割面積很大時(shí)，該儀器測得的精確更高，誤差可以控制在十平方米級。
