本发明公开了一种重复作业面积计算与报警方法，属于大数据技术领域，首先对农机的作业轨迹数据进行预处理，然后将预处理后的地块图形作为面数据，再然后对面数据进行存储并建立索引，再然后两两计算地块图形关系，计算成对地块图形间关系，再然后计算重复面积，生成重复面积表并发布，再然后将读取所有面数据的栅格数据，删除重复数据，并成栅格数据总表，通过农机轨迹实时定位表里取出农机的定位坐标，将定位坐标，映射到的面数据表中,判断出现耕作重复现象，并发出重复报警信息，解决了为农业部门与农业用户提供耕作重复区域面积、耕作重复报警服务的技术问题，避免农机多次作业浪费,杜绝重复耕作骗取补贴。
1.一种重复作业面积计算与报警方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：建立中心服务器，在农机上设置北斗卫星定位装置，中心服务器与北斗卫星定位装置通过北斗模块通信，中心服务器根据农机上的北斗卫星定位装置，采集农机的作业轨迹数据；
步骤2：中心服务器对作业轨迹数据进行预处理,其具体步骤如下：步骤A1：非面状地块剔除：根据作业轨迹数据，判断农机的作业轨迹是否可以生成一个或者多个多边形，将这些多边形作为地块图形；
将农机轨迹构成的非多边形数据作为错误地块图形，剔除错误地块图形；
步骤A2：面状地块面积及形状超限删除：结合实际农业作业，考虑生成地块图形的可信程度，设定面积最小经验阈值和面积最大经验阈值，对面积小于面积最小经验阈值或大于面积最大经验值阈值的地块图形设定为不可能图形，并剔除不可能图形；
同时，进行形状参数计算，对形状太过细长或者太过复杂的地块图形设定为存疑图形，根据实际耕地的地块地图对存疑图形进行部分图形的剔除；
步骤3：中心服务器对面数据进行存储并建立索引，其具体步骤如下：步骤B1：面数据抽象化：将面数据抽象为“外接圆圆心坐标点数据+外接圆半径值+面轮廓数据+栅格数据”形式存储；
步骤B2：数据点集合格网映射：在平面投影坐标系空间计算全部外接圆圆心坐标点数据的包围矩形，以包围矩形长宽的一定比例作为空间分辨率，将该包围矩形进行格网划分；
遍历外接圆圆心坐标点数据，根据投影坐标空间包含关系将其映射到剖分格网单元，相应的格网单元所包含位置点计数加1，直到所有外接圆圆心坐标点数据处理完毕；
步骤B3：面数据栅格化：利用步骤B2的格网对矢量面数据格网化，按顺序检索面数据的面轮廓数据在哪些格网中，约定顺序检索时坐标轴y值增大的格网为L，坐标轴y值减小的格网为R，不变的为N，填充L格网、R格网、N格网和LR之间的格网，将填充好的格网作为面数据栅格化的结果并生成面数据表进行保存；
步骤4：中心服务器计算两两地块图形关系，计算成对地块图形间关系，其具体步骤如下：
步骤C1：用步骤3建立的索引对相邻地块进行索引，以目标地块B的外接圆圆心坐标点所在格网Grid(x0，y0)为中心，以经验值TGrid作为格网索引的阈值，将空间格网中以Grid(x0‑Tgrid，y0)、Grid(x0+Tgrid，y0)、Grid(x0，y0‑Tgrid)和Grid(x0，y0+Tgrid)为顶点的所有格网存储的地块图形取出，并存放至ListGrid列表；
步骤C2：用外接圆检测相邻地块图形，将所有ListGrid列表中地块图形外接圆与目标地块外接圆的欧氏距离作比较：如果满足以下公式，则将该地块图形取出存放至ListCircle列表：
Euclidean_Distance(CB，CList)≤RB+RList；
式中：CB为目标地块圆心坐标，CList为待测地块圆心坐标，RB为目标地块外接圆半径，RList为待测地块外接圆半径；
步骤C3：使用空间分析检测地块图形相交并计算面积，将ListCircle列表中的所有地块图形与目标地块做空间比较：设定ListCircle列表中的某一个地块图形为地块ID1，目标地块图形为地块ID2，检测地块ID1和地块ID2是否有交点，如有两个以上交点，则生成新的图形即相交图形，并计算面积，将相交关系以地块ID1+地块ID2+相交图形+相交面积的形式保存到ListInt列表；
步骤4：中心服务器建立图搜索索引，整理多次重叠的地块关系，具体包括如下步骤：步骤D1：遍历ListInt列表，存入哈希表中，每条存入两次，存储格式分别为：(1)编号key为地块ID1，价值value中添加地块ID2；(2)编号key为地块ID2，价值value中添加地块ID1；
步骤D2：新建地块图形关系表，以无向图的模式构建邻接表，主键为目标地块B，链接关系为B‑>相邻地块1‑>相邻地块2‑>...‑>相邻地块结束，保存地块图形关系表；
步骤5：中心服务器计算重复面积，生成重复面积表并发布，计算多个地块间关系，其具体步骤如下：
步骤E2：读取所有相交地块图形的ID到面数据表中，并检索出对应面数据，对所有数据使用空间叠加组成一个总面，与目标地块B进行对比，得到重复面积与重复形状存入重复面积表；
步骤6：中心服务器将读取所有面数据的栅格数据，删除重复数据，并成栅格数据总表；
步骤7：中心服务器通过农机上设置北斗卫星定位装置实时读取农机的定位信息，建立实时定位表；
中心服务器实时定位表里取出农机的定位坐标，将定位坐标，映射到步骤3的面数据表中，如果此时面数据表中有值，则中心服务器判断出现耕作重复现象，并发出重复报警信息。
2.如权利要求1所述的一种重复作业面积计算与报警方法，其特征在于：所述北斗卫星定位装置为设有北斗定位模块的定位采集装置，所述北斗卫星定位装置与所述中心服务器之间通过GSM/CDMA网络通信。
一种重复作业面积计算与报警方法
技术领域
[0001] 本发明属于大数据技术领域，特别涉及一种重复作业面积计算与报警方法。
背景技术
[0002] 农机在田地作业时，往往会出现重复耕作同一耕地的现象，而由于耕地的面积非常大，对耕地的面积和定位很难建立索引机制，这就对农机的耕作轨迹的指导起到了很大
的不便。
[0003] 而且由于耕地的形状多样，对耕地的面积的计算非常困难，很难准确的对其边界进行确定。
[0004] 目前传统的农机耕作面积是采用人工测量的方式去测算，需要消耗极大的人力去测量耕地的形状及其面积大小，非常耗时耗力。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种重复作业面积计算与报警方法，解决了为农业部门与农业用户提供耕作重复区域面积、耕作重复报警服务的技术问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0007] 一种重复作业面积计算与报警方法，包括如下步骤：
[0008] 步骤1：建立中心服务器，在农机上设置北斗卫星定位装置，中心服务器与北斗卫星定位装置通过北斗模块通信，中心服务器根据农机上的北斗卫星定位装置，采集农机的
作业轨迹数据；
[0009] 步骤2：中心服务器对作业轨迹数据进行预处理,其具体步骤如下：
[0010] 步骤A1：非面状地块剔除：根据作业轨迹数据，判断农机的作业轨迹是否可以生成一个或者多个多边形，将这些多边形作为地块图形；
[0011] 将农机轨迹构成的非多边形数据作为错误地块图形，剔除错误地块图形；
[0012] 步骤A2：面状地块面积及形状超限删除：结合实际农业作业，考虑生成地块图形的可信程度，设定面积最小经验阈值和面积最大经验阈值，对面积小于面积最小经验阈值或
大于面积最大经验值阈值的地块图形设定为不可能图形，并剔除不可能图形；
[0013] 同时，进行形状参数计算，对形状太过细长或者太过复杂的地块图形设定为存疑图形，根据实际耕地的地块地图对存疑图形进行部分图形的剔除；
[0014] 步骤A3：将预处理后的地块图形作为面数据；
[0015] 步骤3：中心服务器对面数据进行存储并建立索引，其具体步骤如下：
[0016] 步骤B1：面数据抽象化：将面数据抽象为“外接圆圆心坐标点数据+外接圆半径值+面轮廓数据+栅格数据”形式存储；
[0017] 步骤B2：数据点集合格网映射：在平面投影坐标系空间计算全部外接圆圆心坐标点数据的包围矩形，以包围矩形长宽的一定比例作为空间分辨率，将该包围矩形进行格网
划分；
[0018] 遍历外接圆圆心坐标点数据，根据投影坐标空间包含关系将其映射到剖分格网单元，相应的格网单元所包含位置点计数加1，直到所有外接圆圆心坐标点数据处理完毕；
[0019] 步骤B3：面数据栅格化：利用步骤B2的格网对矢量面数据格网化，按顺序检索面数据的面轮廓数据在哪些格网中，约定顺序检索时坐标轴y值增大的格网为L，坐标轴y值减小
的格网为R，不变的为N，填充L格网、R格网、N格网和LR之间的格网，将填充好的格网作为面
数据栅格化的结果并生成面数据表进行保存；
[0020] 步骤4：两两计算地块图形关系，计算成对地块图形间关系，其具体步骤如下：
[0021] 步骤C1：用步骤3建立的索引对相邻地块进行索引，以目标地块B的外接圆圆心坐标点所在格网Grid(x0，y0)为中心，以经验值TGrid作为格网索引的阈值，将空间格网中以
Grid(x0‑Tgrid，y0)、Grid(x0+Tgrid，y0)、Grid(x0，y0‑Tgrid)和Grid(x0，y0+Tgrid)为顶点的所有格网存储的
地块图形取出，并存放至ListGrid列表；
[0022] 步骤C2：用外接圆检测相邻地块图形，将所有ListGrid列表中地块图形外接圆与目标地块外接圆的欧氏距离作比较：如果满足以下公式，则将该地块图形取出存放至
ListCircle列表：
[0023] Euclidean_Distance(CB，CList)≤RB+RList；
[0024] 式中：CB为目标地块圆心坐标，CList为待测地块圆心坐标，RB为目标地块外接圆半径，RList为待测地块外接圆半径；
[0025] 步骤C3：使用空间分析检测地块图形相交并计算面积，将ListCircle列表中的所有地块图形与目标地块做空间比较：设定ListCircle列表中的某一个地块图形为地块ID1，
目标地块图形为地块ID2，检测地块ID1和地块ID2是否有交点，如有两个以上交点，则生成
新的图形即相交图形，并计算面积，将相交关系以地块ID1+地块ID2+相交图形+相交面积的
形式保存到ListInt列表；
[0026] 步骤4：中心服务器建立图搜索索引，整理多次重叠的地块关系，具体包括如下步骤：
[0027] 步骤D1：遍历ListInt列表，存入哈希表中，每条存入两次，存储格式分别为：(1)编号key为地块ID1，价值value中添加地块ID2；(2)编号key为地块ID2，价值value中添加地块
ID1；
[0028] 步骤D2：新建地块图形关系表，以无向图的模式构建邻接表，主键为目标地块B，链接关系为B‑>相邻地块1‑>相邻地块2‑>...‑>相邻地块结束，保存地块图形关系表；
[0029] 步骤5：中心服务器计算重复面积，生成重复面积表并发布，计算多个地块间关系，其具体步骤如下：
[0030] 步骤E1：取出地块图形关系表中的目标行；
[0031] 步骤E2：读取所有相交地块图形的ID到面数据表中，并检索出对应面数据，对所有数据使用空间叠加组成一个总面，与目标地块B进行对比，得到重复面积与重复形状存入重
复面积表；
[0032] 步骤6：中心服务器将读取所有面数据的栅格数据，删除重复数据，并成栅格数据总表；
[0033] 步骤7：中心服务器通过农机上设置北斗卫星定位装置实时读取农机的定位信息，建立实时定位表；
[0034] 中心服务器实时定位表里取出农机的定位坐标，将定位坐标，映射到步骤3的面数据表中，如果此时面数据表中有值，则中心服务器判断出现耕作重复现象，并发出重复报警
信息。
[0035] 优先的，所述北斗卫星定位装置为设有北斗定位模块的定位采集装置，所述北斗卫星定位装置与所述中心服务器之间通过GSM/CDMA网络通信。
[0036] 本发明所述的一种重复作业面积计算与报警方法，解决了为农业部门与农业用户提供耕作重复区域面积、耕作重复报警服务的技术问题，本发明以有效的索引技术保存和
取用农机作业地块数据，使用空间分析计算农业上耕作重叠，快速计算出多地块叠加时的
总重复面积，避免农机多次作业浪费,杜绝重复耕作骗取补贴，实现了提供重复作业报警。
附图说明
[0037] 图1是本发明的流程图。
具体实施方式
[0038] 如图1所示的一种重复作业面积计算与报警方法，包括如下步骤：
[0039] 步骤1：建立中心服务器，在农机上设置北斗卫星定位装置，中心服务器与北斗卫星定位装置通过北斗模块通信，中心服务器根据农机上的北斗卫星定位装置，采集农机的
作业轨迹数据；
[0040] 步骤2：中心服务器对作业轨迹数据进行预处理,其具体步骤如下：
[0041] 步骤A1：非面状地块剔除：根据作业轨迹数据，判断农机的作业轨迹是否可以生成一个或者多个多边形，将这些多边形作为地块图形；
[0042] 将农机轨迹构成的非多边形数据作为错误地块图形，剔除错误地块图形；
[0043] 步骤A2：面状地块面积及形状超限删除：结合实际农业作业，考虑生成地块图形的可信程度，设定面积最小经验阈值和面积最大经验阈值，对面积小于面积最小经验阈值或
大于面积最大经验值阈值的地块图形设定为不可能图形，并剔除不可能图形；
[0044] 同时，进行形状参数计算，对形状太过细长或者太过复杂的地块图形设定为存疑图形，根据实际耕地的地块地图对存疑图形进行部分图形的剔除；
[0045] 行形状参数计算包括形状细长参数计算和形状复杂参数计算：
[0046] 形状细长参数计算：对作业地块建立最小外接矩形，矩形周长/对角线长度作为形状细长参数。
[0047] 形状复杂参数计算：遍历地块图形节点，以凹节点数目占总节点数目的比重作为形状复杂参数。
[0048] 步骤A3：将预处理后的地块图形作为面数据；
[0049] 步骤3：中心服务器对面数据进行存储并建立索引，其具体步骤如下：
[0050] 步骤B1：面数据抽象化：将面数据抽象为“外接圆圆心坐标点数据+外接圆半径值+面轮廓数据+栅格数据”形式存储；
[0051] 步骤B2：数据点集合格网映射：在平面投影坐标系空间计算全部外接圆圆心坐标点数据的包围矩形，以包围矩形长宽的一定比例作为空间分辨率，将该包围矩形进行格网
划分；
[0052] 遍历外接圆圆心坐标点数据，根据投影坐标空间包含关系将其映射到剖分格网单元，相应的格网单元所包含位置点计数加1，直到所有外接圆圆心坐标点数据处理完毕；
[0053] 步骤B3：面数据栅格化：利用步骤B2的格网对矢量面数据格网化，按顺序检索面数据的面轮廓数据在哪些格网中，约定顺序检索时坐标轴y值增大的格网为L，坐标轴y值减小
的格网为R，不变的为N，填充L格网、R格网、N格网和LR之间的格网，将填充好的格网作为面
数据栅格化的结果并生成面数据表进行保存；
[0054] 步骤4：两两计算地块图形关系，计算成对地块图形间关系，其具体步骤如下：
[0055] 步骤C1：用步骤3建立的索引对相邻地块进行索引，以目标地块B的外接圆圆心坐标点所在格网Grid(x0，y0)为中心，以经验值TGrid作为格网索引的阈值，将空间格网中以
Grid(x0‑Tgrid，y0)、Grid(x0+Tgrid，y0)、Grid(x0，y0‑Tgrid)和Grid(x0，y0+Tgrid)为顶点的所有格网存储的
地块图形取出，并存放至ListGrid列表；
[0056] 步骤C2：用外接圆检测相邻地块图形，将所有ListGrid列表中地块图形外接圆与目标地块外接圆的欧氏距离作比较：如果满足以下公式，则将该地块图形取出存放至
ListCircle列表：
[0057] Euclidean_Distance(CB，CList)≤RB+RList；
[0058] 式中：CB为目标地块圆心坐标，CList为待测地块圆心坐标，RB为目标地块外接圆半径，RList为待测地块外接圆半径；
[0059] 步骤C3：使用空间分析检测地块图形相交并计算面积，将ListCircle列表中的所有地块图形与目标地块做空间比较：设定ListCircle列表中的某一个地块图形为地块ID1，
目标地块图形为地块ID2，检测地块ID1和地块ID2是否有交点，如有两个以上交点，则生成
新的图形即相交图形，并计算面积，将相交关系以地块ID1+地块ID2+相交图形+相交面积的
形式保存到ListInt列表；
[0060] 步骤4：中心服务器建立图搜索索引，整理多次重叠的地块关系，具体包括如下步骤：
[0061] 步骤D1：遍历ListInt列表，存入哈希表中，每条存入两次，存储格式分别为：(1)编号key为地块ID1，价值value中添加地块ID2；(2)编号key为地块ID2，价值value中添加地块
ID1；
[0062] 步骤D2：新建地块图形关系表，以无向图的模式构建邻接表，主键为目标地块B，链接关系为B‑>相邻地块1‑>相邻地块2‑>...‑>相邻地块结束，保存地块图形关系表；
[0063] 步骤5：中心服务器计算重复面积，生成重复面积表并发布，计算多个地块间关系，其具体步骤如下：
[0064] 步骤E1：取出地块图形关系表中的目标行；
[0065] 步骤E2：读取所有相交地块图形的ID到面数据表中，并检索出对应面数据，对所有数据使用空间叠加组成一个总面，与目标地块B进行对比，得到重复面积与重复形状存入重
复面积表；
[0066] 步骤6：中心服务器将读取所有面数据的栅格数据，删除重复数据，并成栅格数据总表；
[0067] 步骤7：中心服务器通过农机上设置北斗卫星定位装置实时读取农机的定位信息，建立实时定位表；
[0068] 中心服务器实时定位表里取出农机的定位坐标，将定位坐标，映射到步骤3的面数据表中，如果此时面数据表中有值，则中心服务器判断出现耕作重复现象，并发出重复报警
信息。
[0069] 优先的，所述北斗卫星定位装置为设有北斗定位模块的定位采集装置，所述北斗卫星定位装置与所述中心服务器之间通过GSM/CDMA网络通信。
[0070] 本发明所述的一种重复作业面积计算与报警方法，解决了为农业部门与农业用户提供耕作重复区域面积、耕作重复报警服务的技术问题，本发明以有效的索引技术保存和
取用农机作业地块数据，使用空间分析计算农业上耕作重叠，快速计算出多地块叠加时的
总重复面积，避免农机多次作业浪费,杜绝重复耕作骗取补贴，实现了提供重复作业报警。
