阅读说明：本技术 一种山区土地面积测量方法及系统 (Mountain land area measuring method and system ) 是由 张斌 张晓静 赵丙辰 于 2019-12-09 设计创作，主要内容包括：本发明用于测量山区耕地或其他交通不便难以实施测量的土地面积,涉及北斗(或GPS)高精度定位的面积测量和基于遥感图像的语义分割算法等技术。方法步骤是：S1,沿环山公路使用北斗(或GPS)定位接收机测量待测土地所在的山区面积M,并在遥感地图上标注测量山区的封闭图形；S2,将山区封闭图形的遥感图像通过无线网络发送到服务器端程序,在服务器端使用深度神经网络的方法对该图像进行像素级语义分割,计算分割结果中待测土地图像特征像素点的数量g占整个封闭图形的像素点数量m的比值g/m。S3,将S1中的山地面积M与S2中得到的比值g/m相乘即得到山区中的耕地面积G。(The invention is used for measuring the land area of mountain cultivated land or other land which is inconvenient to traffic and difficult to measure, and relates to the technology of area measurement of Beidou (or GPS) high-precision positioning, semantic segmentation algorithm based on remote sensing images and the like. The method comprises the following steps: s1, measuring the area M of the mountain area where the land to be measured is located by using a Beidou (or GPS) positioning receiver along the mountain road, and marking a closed graph of the measured mountain area on a remote sensing map; s2, sending the remote sensing image of the mountain area closed graph to a server program through a wireless network, performing pixel-level semantic segmentation on the image at the server by using a deep neural network method, and calculating the ratio g/m of the number g of characteristic pixel points of the land image to be detected in a segmentation result to the number m of pixel points of the whole closed graph. And S3, multiplying the mountain land area M in the S1 by the ratio G/M obtained in the S2 to obtain the cultivated land area G in the mountain area.)

一种山区土地面积测量方法及系统

技术领域

本发明用于测量山区耕地或农业用地及其他交通不便难以实施测量的图地面积，涉及北斗（或GPS）高精度定位的面积测量和基于遥感图像的语义分割算法等技术，还涉及手机APP端程序以及服务器端程序的开发技术。

背景技术

现有的土地及耕地面积测绘方法主要有：1.基于皮尺或者红外线尺，这种方法最容易实施，但测量面积较大时会消耗大量人力物力，另外在山区交通不便地区测量也具有危险性；2.在图纸上使用求积仪进行测量，这种方法方便简单，但通常取决于图纸的精确度，且需要大量的运算操作；3.用全站仪面积测量方法测得，这种方法精度最高，但需要大量设备，难以在交通不便的地区实施；4. 申请号为CN201910060718.2的《一种土地面积测量方法及系统》提出了一种基于手机GPS的土地面积测量方法（以上专利内容引自中国知网），简单易实施，但由于GPS本身定位精度的限制，其测量精度难以保证，且对山区耕地测量时由于山路行走不便，测量难度会增大。5.申请号为CN201611207011.2的《一种基于遥感技术估算绿地覆盖率的方法》提出了一种通过遥感图像分割的面积估算方法（以上专利内容引自中国知网），但由于遥感图像本身的分辨率及分割算法限制，该方法只能做到面积的估算。

发明内容

本发明用于测量山区耕地或其他交通不便难以实施测量的图地面积。其方法如图1所示，具体步骤是：S1，沿环山公路使用北斗（或GPS）定位测量待测土地所在的山区面积M（此时M应完全包含待测土地G），并在遥感地图上标注测量山区的封闭图形，具体方法如图2所示，具体描述是：S1.1，使用北斗（或GPS）高精度定位接收机沿山脚下的公路进行定点采样定位，发送到手机APP或电脑服务器端程序，采样点的选取应在山路拐弯处，且采样点越多测量的精度越高，但采样点不应超过30个；S1.2，手机APP端或服务器端程序接收到采样点坐标后在遥感地图上进行标注（手机或服务器程序遥感地图可使用百度地图或者高德地图的API接口调用），并自动将采样点与上一个采样点在遥感地图上进行直线连接，如果是第一个采样点，则仅在遥感地图上做出标注点，不再连接；S1.3，当采集到最后一个采样点后，程序自动将遥感地图中该点坐标与第一个采样点坐标连接，形成一个封闭图形，并计算整个封闭图形的面积M，即待测土地坐在地整座山的投影面积。S2，将标注的山区封闭区域的遥感图像送服务器端程序，在服务器端使用深度神经网络的方法对该图像进行像素级语义分割，计算分割结果中耕地图像特征像素点的数量g占整个封闭图形的像素点数量m的比例g/m。S3，将S1中的山地面积M与S2中得到的比例值将g/m相乘即得到山区中的耕地面积G。

附图说明

图1是本发明系统设计的整体步骤流程图。

图2是手机APP端采集和计算山区封闭区域面积的程序设计流程图。

图3是系统的第一种实施方式即硬件方案设计图。其中标注1是北斗（或GPS）高精度定位接收机，标注2是智能手机端APP程序，标注3是服务器端程序，标注4是北斗（或GPS）高精度定位接收机与智能手机间的蓝牙通信链路，标注5是智能手机与服务器之间的4G网络通信链路，标注6是北斗（或GPS）定位卫星，标注7是遥感卫星。

图4是系统具体实施方案设计图。其中标注1是北斗（或GPS）高精度定位接收机，标注2运行于手机APP端的程序，标注3是运行于服务器端的程序。

图5是本发明的第二种实施方案设计图。其中标注1是智能手机APP端程序，标注2是服务器端程序，标注3是手机与智能手机与服务器之间的4G网络通信链路，标注4北斗（或GPS）定位卫星，标注5是遥感卫星。

图6是本发明的第三种实施方案设计图。其中标注1是北斗（或GPS）高精度定位接收机，标注2是服务器端程序，标注3是北斗（或GPS）高精度定位接收机与服务器之间的4G网络通信链路，标注4北斗（或GPS）定位卫星，标注5是遥感卫星。

具体实施方式

图3是本发明系统的一种实施方式，具体方案如图4所示。系统由高精度定位接收机、手机和服务器组成（高精度定位接收机包含北斗高精度定位接收机，GPS、伽利略、GLONASS定位接收机都在本发明的保护范围内，其应能够利用CORS基站提供分米级以下的高精度定位），其中高精度定位接收机对采样点进行高精度定位，并通过蓝牙通信发送到手机端APP程序（通信方案包含但不限于蓝牙通信，2.4G、4G、NFC等通信方式都在本发明的保护范围内）。手机端APP程序使用采样点定位的方法依次采样并在遥感卫星地图上标示一个封闭区域，并计算地形面积，之后可以进行模式选择，如果是平原模式，则直接输出测量地块面积M，选择山地模式，则将封闭区域的遥感卫星图片通过4G网络发送到服务器端程序，进行遥感图像的语义分割，并计算其中耕地像素点所占比例g/m，同时通过M*g/m计算得到耕地面积，之后再通过4G网络发送到手机端显示地块面积。

图5是本发明的第二种实施方式，不使用高精度定位接收机，直接使用手机的北斗/GPS定位和采样，其他手机端程序与图4所示的方案相同。

图6是本发明的第三种实施方式，使用高精度定位接收机通过4G网络直接与服务器进行通信，服务器端程序直接在遥感地图上标出定位点并形成封闭区域，之后进行图像分割和面积计算，其具体实施方案与图4所示方案相同，但所有的程序全部在服务器端执行。