基于GNSS的农田平整自动导航路径规划方法

为了提高农田平整作业工作效率,分析了基于全球导航卫星系统(Global navigation satellite system,GNSS)的农田平整自动导航解决方案的可行性,改进了系统硬件设计,提出了一种基于GNSS的农田平整自动导航路径规划方法。该方法将全局路径规划和局部实时路径规划相结合,以铲车空载或满载时间最短为最优评价基准,融合K-均值与密度均值,聚类农田栅格;根据设计的铲车挖高填低方法和局部搜索策略得到平地路径全局规划,在实际作业中根据拉力传感器反映的实时载荷进行局部调整和规划。通过仿真试验和农田路径规划平地对比试验分析表明,最大高度差从22.8 cm降到2.7 cm,平整度从12.6 cm降到1.5 cm,高差分布列从81%上升到97%,平整效果能满足精细灌溉需求。该方法能够较好地实现路径规划,实现拖拉机高效平地作业,其中铲车的满载和空载率较其他方法小,满载和空载率总和在20%左右,增加了有效工作时间,降低了人工劳作强度,提高了平地效率。

基于GNSS农田平整全局路径规划方法与试验

针对全球导航卫星系统(Global navigation satellite system,GNSS)农田平整系统缺少作业指导且效率低等问题,提出了一种基于GNSS农田平整全局路径规划方法。分析农田实际平整条件,创建适用于土地平整的农田地形环境模型,生成农田地势信息图,研究整块农田地势高程分布特征,以平地作业中空载、满载的无效作业状态最少,转向操作与重复行走最少为条件,生成遍历整个农田的土地平整路径,并通过拉力传感器实时监测铲车载荷。仿真试验结果表明,相对于常规平整方法,所提方法空载、满载率显著减小,达到目标平整度时间节省50%以上。该方法可以规划有效路径,减少无效作业时间,平地效率提高30%以上。

GIS技术在农田平整工程设计中的应用研究

探讨了GIS技术在土地整理即农田平整工程设计中的应用,重点介绍了其在农田田面高程设计和土方工程量计算中的运用,并以安徽省郎溪县土地整理为例,运用ArcGIS桌面地理信息系统软件进行了实证研究。最后讨论了GIS技术在土地整理应用中存在的问题及对策。

吉首市农田平整基本策略分析

吉首市属于典型的山区地型,农田分布多为依山势地貌开垦而成,呈现出高低叠层之状,农业生产自然条件具有明显的山区农业特点。吉首市要实现农业现代化,其根本出路在于农田平整的基础上实现农业机械化。推进农田平整应采取以下基本策略:解放思想,统一认识;转变职能,加强质量监管;多渠道筹集农田平整资金;积极推动公众参与农田平整。

激光技术在农田平整土地工程中的应用

我国水资源贫乏,北方地区经常发生干旱,为了利用有限的水量发展水浇地、扩大灌溉面积,增加农作物的产量,可以利用激光技术高精度地对农田进行平整。激光发射机、激光平地机和控制箱简介激光平面系统包括一个发射机的和一套接收系统,发射机发出一束360°旋转光束,作为整个施工现场的恒定坡度基准,接收系统则安装在铲运设备的横梁上。

基于GNSS的农田平整定位精度优化与试验

基于全球卫星导航系统(Global navigation satellite system,GNSS)农田平整作业中,GNSS定位数据不仅是地形测量和基准面设计的基础,而且在平地作业中实时影响农田平整的精度。针对当前GNSS定位数据误差分析较少,提出一种基于联合滤波算法的GNSS定位数据分析处理方法。分析平地作业过程中GNSS定位数据的误差源,结合多路径效应和随机噪声,提出因地形起伏引起的振动误差校正方法,利用卡尔曼、小波变换联合滤波算法,校正数据误差提高定位精度,农田定位对比试验分析表明,高程定位精度明显提高,平地工作中,GNSS定位实际高度波动范围缩小20%,能够更好的指导农田平整工作。

基于无人机LiDAR的农田平整地势测量方法

为了提高农田平整作业中地势测量速度与精度,本文提出一种基于无人机LiDAR的农田平整地势测量方法。通过无人机搭载LiDAR测量系统,获取高精度农田地势点云数据。对采集的点云数据进行预处理,通过直通滤波方法去除z轴方向上的大量噪点。使用渐进式形态学滤波算法,分割农田地面点与非地面点。在保留主要农田地势信息特征的基础上,使用基于VoxelGrid滤波器的农田地势点云精简方法对农田地势点云数据进行精简。在4块不同面积的农田中,分别使用无人机LiDAR测量方式与全球导航卫星系统(GNSS)测量方式进行地势测量试验,试验结果表明,与GNSS测量真值的平整度相比,其准确度分别为94.681%、91.364%、90.588%和90.287%,与GNSS测量真值的最大高程差相比,其准确度分别为99.391%、98.167%、97.025%和98.776%,与GNSS测量真值的高差分布列相比,其准确度分别为99.307%、97.914%、98.673%和95.110%。本文提出的基于无人机LiDAR的农田地势测量方法可快速精准测量农田地势信息,可为下一步农田平整作业提供数据支持。

基于农田高程信息快速采集系统的平整精度评价方法

研究目的:提出土地开发整理中农田平整精度评价特别是坡式田块平整精度评价的解决方案。研究方法:理论研究与野外实验相结合,方法研究与技术研究相结合。研究结果:设计了农田平整精度评价技术路线和田面平整度、田面坡度的算法,并开发了软件模块。研究结论:试验表明,运用农田平整精度评价系统,可在野外方便、快捷地对农田平整精度进行出量化的评价。

农田精准平整过程中三维地形实时测量方法研究

为提高农田平整作业过程中平后区域田面地形实时测量精度,本文提出一种农田精准平整过程中三维地形实时测量方法(Real-time 3D terrain measurement, Rt3DTM)。以安装有GNSS双天线和姿态传感器的支撑轮式旱地平地机为地形测量平台,利用卡尔曼滤波器融合GNSS与加速度提高定位精度,通过建立平地铲运动学模型获得支撑轮底点的车体坐标,结合平地铲位姿信息对支撑轮底点进行世界坐标解算,并利用最邻近插值法生成地形图。静态试验表明,Rt3DTM方法能准确解算支撑轮底点坐标,平面测量均方根误差小于10 mm,高程测量均方根误差不大于20 mm。水泥路面试验结果表明,在3组不同车速下测量同一段水泥路面三维地形,与真值的高差均方根误差均小于30 mm。田间试验结果表明,Rt3DTM测量的高程均方根误差为16.5 mm,平整度为16 mm,小于30 mm的高差分布列为95.8%,相比机载GNSS测量方法的均方根误差准确性提高29.5%,平整度准确性提高11.1%,高差分布列准确性提高9.5%。提出的Rt3DTM方法能实时准确地获取平整作业过程中平后区域的地形信息,为无人化农田平整实时路径规划研究提供基础。

农田土地平整方法的组合应用及效果

采用修正平面法完成农田土地平整的工程设计 ,在常规平地方法和激光平地技术应用基础上对 2种方法实施后的平地效果进行分析评价。激光平地精度随常规方法的平整程度下降而减小的趋势表明 ,激光精细平地的效应必须建立在良好的土地粗平基础上。在我国现有的常规平地机械设备条件下 ,粗平后地面平整精度达到 4～ 5cm时 。

基于GPS的农田坡面平整技术与试验

设计了一种基于GPS的农田土地坡面平整系统,该系统由自主差分GPS接收设备、车载式工控机、控制转换器、液压系统、铲运装备等几部分硬件组成,以Visual C++6.0为系统软件开发环境;系统可对农田进行动态地势测量及坡面平整作业.首先,将GPS接收设备安置在铲运设备上,利用拖拉机牵引铲运设备对农田进行动态蛇形测量,并通过相应的校正算法对测得的GPS数据进行误差校正;然后,根据校正后的数据,对农田进行三维地形成图及坡面建模,得到农田坡面期望高程;最后,将实时接收的农田实际高程与坡面期望高程进行比较,通过控制转换器输出液压控制信号驱动铲运设备进行挖填土方的平地作业.在田间试验条件下,根据农业工作者要求对纵向长度为180 m的地块进行1/1 000纵向坡降的平地试验,结果表明,平地后标准偏差值在5 cm左右,坡低的平均相对高程约为40.62 m,坡顶的平均相对高程约为40.78 m,坡面高差为16 cm,其理论坡面高差为18 cm,有效改善了农田坡面地形.

基于GNSS的农田快速平整系统设计与试验

针对当前全球导航卫星系统(GNSS)农田土地平整过程中,操作复杂,地形测量费时费力的问题,设计了基于GNSS的农田快速平整系统。该系统可实现快速农田基准设计,农田水平平整,农田坡面平整等功能。农田坡度设计算法在前期系统算法基础上进行了优化,提出适用于快速平整系统的坡面平整算法,坡面平整后可以达到灌溉时水流速度快、水量覆盖均匀,减少挖填土方量、提高平整速度的目的。平整试验结果表明,水平面平整后最大高程差从18.9 cm降到8.1 cm,高程标准差从11.2 cm降到5.5 cm,平地误差小于5 cm的测点累积百分比从75.693%上升到90.674%;坡面平整后,农田实际坡度与设计坡度基本一致,平整速度快,平整效果良好。

TOPSIS模型对农田土地平整方式的综合评价

采用TOPSIS模型,对不同规格的样本田块以内蒙古河套灌区2种常见的平地方式（激光平地和传统方式平地）进行综合评价.首先,在2011—2013年间进行样本的选取及数据的收集工作,并确定评价指标;其次,对各评价指标进行试验及计算,构建评价指标体系;然后,采用TOPSIS模型对评价指标体系进行综合评价;最终得到适用于各样本条件下的优选方案,并结合内蒙古河套灌区实情进行分析.结果表明,田块规格在1 100 m^2以下时,宜选用传统方式进行田块土地平整;田块规格在2 000 m^2以上时激光平地的效果要远优于传统方式;当田块规格在1 100-2 000 m^2时,2种平地方式差异并不大.不过,综合分析激光控制平地更优于传统平地.目前,内蒙古河套灌区多以畦灌为主,田块面积较小,一般为1 000-1 330 m^2,局部地区在670 m^2以下,这既限制了当地大面积推广激光控制平地技术,又限制了当地农业经济的发展.

全站仪在农田土地平整中的应用及精度分析

介绍了全站仪在农田土地平整中测量高程的原理,并对其长、短距离测量高程的精度进行了分析,结果表明其在短距离测量中可达到四等水准测量的精度;通过实例证明全站仪在小面积高程测量过程中代替水准仪测量,具有精度高,速度快的特点,在农田土地平整中具有广阔的应用前景。

谈农田土地平整中资料整理的应用

结合农村土地平整的定义,阐述了农田土地平整中资料整理工作的重要性,工作内容及特殊性等,并结合实例介绍了资料整理对造价控制的作用,以指导资料管理人员不断总结经验,提高工作效率。

GPS农田平地机土方量及设计高程计算软件开发

使用全球卫星定位系统(GPS)农田平地机进行平地作业前,要对平地作业地形进行测量,计算出平地作业土方量,包括挖方量和填方量,根据挖方量与填方量相等的原则,再计算出平地机设计高程,将设计高程导入GPS平地机自动控制系统里,可使GPS农田平地机更精准设定高程,从而自动控制平地机的作业。传统的手工计算土方量及设计高程方法过于复杂,为了提高计算工作效率,方便用户使用,开发了基于VB 6.0编程软件的平地机土方量及设计高程计算软件。经过田间平地测试检验,该软件能够提高平地作业效率。

农田激光控制平地技术及应用前景的探讨

平整土地是提高农田灌溉效率,节约水资源的一项重要措施。概述了激光控制平地技术的工作原理及主要工作部件构成,介绍了该技术在农业生产中的应用效果,并对一些相关问题进行了初步探讨。

农田激光平地技术在湖南研究现状及发展趋势探讨

激光平地是提高农田灌溉效率与灌水均匀度,节水、增产、省工的一项重要措施。对近年来国内开展的主要研究工作及取得的成果进行综述,探讨激光控制农田土地平整技术在湖南研究现状及发展趋势。

浅谈农田整治项目中高程数据的处理及计算机辅助计算程序设计

在农田整治项目中，农田平整工程量占总工程量的绝大比重，因此在设计及施工过程中如何精确计算农田平整高程十分重要。通常情况下，对高程点测量值进行平均，将平均值作为最终结果。但大型农田整治项目需要处理的数据量很大，错误数据出现率相应增加，同时高程点的采集方法也会影响数据结果。