Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Разработка модуля анализа локальных неоднородностей сельскохозяйственных земель

Работа №25432

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

информационные системы

Объем работы58
Год сдачи2018
Стоимость5900 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
404
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение
1.1 Точное земледелие 7
1.2 Принцип работы системы точного земледелия 7
1.3 Методы обработки неоднородных участков растительности
в задачах точного земледелия 8
1.4 Обзор операций над векторными объектами в QGIS 9
1.5 Векторная модель данных 11
1.6 Выводы по главе 1 14
Глава 2 Проектирование и реализация модуля 15
2.1 Проектирование модуля 15
2.1.1 Описание входных данных 15
2.1.2 Методология Use Case 17
2.1.3 Определение актеров модуля 17
2.1.4 Варианты использования 18
2.1.5 Описание прецедентов 19
2.1.6 Диаграмма деятельности 21
2.2 Реализация модуля 24
2.2.1 Основной язык разработки 24
2.2.2 Программа для работы с геоданными 25
2.2.3 Программа для разработки интерфейса 27
2.2.4 Интерфейс модуля 28
2.2.5 Технические требования к программному окружению 29
2.2.6 Выполняемые функции 29
2.2.7 Описание кода модуля нахождения симметрической разности
векторных полигонов. 30
2.2.8 Блок-схема алгоритма нахождения симметрической разности
векторных объектов 30
2.2.9 Результат работы алгоритмов 32
2.2.10 Вывод по главе 2 34
Заключение 35
Список сокращений 36
Список использованных источников 37
Приложение А Листинг модуля нахождения симметрической разности полигонов 39
Приложение Б Листинг модуля преобразования выбранных полигонов к выпуклой форме без пересечений 43
Приложение В Плакаты презентации 47
Приложение Г Отчет в системе «Антиплагиат» 54


Актуальность. Разработка модуля анализа локальных неоднородностей сельскохозяйственных земель является частью более глобального алгоритма по обработке снимков сельскохозяйственных контуров для использования в точном земледелии.
В основе точного земледелие лежит представление о неоднородности в рамках одного поля. Для того, чтобы обнаружить эти неоднородности используются последние технологии, в числе которых системы глобального позиционирования (ГЛОНАСС, GPS), снимки со спутников и аэрофотоснимки, специальные датчики, и программы в основе которых лежат геоинформационные системы (ГИС). Информация, которая приходит от вышеизложенных источников используется для того, чтобы проводить ряд земледельческих мероприятий для улучшение урожайности, путем точного воздействия на участок земли с культурами, которым требуется обработка. Таким образом точное земледелие позволяет существенно уменьшить затраты на обработку сельскохозяйственных культур и как следствие повысить доходы от производства.
Алгоритмы нахождения симметрической разности и преобразование заданных полигонов к выпуклой форме без пересечений является важным этапом в процессе обработки векторизованного снимка неоднородностей. Дело в том, что неоднородности практически никогда не бывают выпуклой формы и часто пересекаются между собой. Получается точная карта неоднородностей, однако такие контуры крайне сложно обработать. Идеальным контуром для обработки трактором является правильная окружность. Трактор начинает обработку по спирали от центра к внешнему радиусу круга. К сожалению, большая часть полей и неоднородностей имеет форму отличную от круга. Однако можно это компенсировать найдя симметрическую разность контуров и приведя их к выпуклой форме. Эта форма контуров будет максимально приближена к форме окружности, что упростит обработку неоднородностей, выявленных на полях сельскохозяйственных культур, исключит наложение контуров друг на друга, а как следствие и «двойную обработку поля» и снизит стоимость обработки с/х полей.
Цель выпускной квалификационной работы. Разработать модуль для анализа локальных неоднородностей сельскохозяйственных земель.
Решаемые задачи:
- Провести обзор методов обработки неоднородных участков растительности в задачах точного земледелия.
- Разработка блок-схем алгоритмов для модуля анализа локальных неоднородностей сельскохозяйственных земель.
- Разработка программного модуля, реализующего алгоритма нахождения симметрической разности векторных полигонов и алгоритма преобразования полигонов к выпуклой форме без пересечений.
- Экспериментальная апробация разработанного модуля.
Практическая значимость. Представленный в проекте алгоритм реализован программно и может быть использован как модуль в географической информационной системе (ГИС) QGIS и будет работать в автоматизированном режиме. Автоматический режим в разработке, в последующем алгоритм будет встроен в систему агромониторинга на основе действующего программно-аппаратного комплекса центра ДЗЗ Сибирского федерального университета.
Структура и объем ВКР. Выпускная квалификационная работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка сокращений, списка использованных источников и приложения. Основной текст включает 55 страниц. Изложение иллюстрируется 27 рисунками. Список использованных источников содержит 14 наименований. В приложении приведены программный код и плакаты презентации.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


В процессе выполнения бакалаврской работы изучена предметная область алгоритмов получения симметрической разности и алгоритма преобразования заданных полигонов к выпуклой форме без пересечений в которой планируется применять созданный программный модуль, сформированы требования к системе, функциональные возможности, а также изучены средства для разработки.
Спроектированы модели взаимодействия оператора и системы в виде:
- диаграмма вариантов использования;
- диаграммы деятельности.
Данные диаграммы описывают функционал программного модуля в полной мере.
Разработаны блок-схемы алгоритмов модуля анализа локальных неоднородностей сельскохозяйственных земель.
Реализованы алгоритмы:
- Нахождения симметрической разности выбранных полигонов;
- Преобразования выбранных полигонов к выпуклой форме без пересечений.
Проведена экспериментальная апробация разработанного модуля.
Поставленные цель и задачи выполнены, разработанный модуль успешно встроен в ГИС QGIS, где работает в автоматизированному режиме. А также модуль встроен в систему агромониторинга на основе действующего программно-аппаратного комплекса центра ДЗЗ Сибирского федерального университета.



1. Технологии точного земледелия, их перспективы и возможности. Агрохимия и почва. [Электронный ресурс] — URL: http://selo-delo.ru (дата обращения: 12.03.2018)
2. Точное земледелие: принцип работы и перспективы. Сельхозпортал. [Электронный ресурс] — URL:http://сельхозпортал.рф/ (дата обращения: 12.04. 2018)
3. Афанасьев, Р. А. Проблемы координатного земледелия и пути их решения / Р.А. Афанасьев // Доклады ТСХА. — 2006. — № 278. — С. 187-190.
4. Балабанов, В. И. Навигационные системы в сельском хозяйстве. Координатное земледелие : учебное пособие / В. И. Балабанов. — Москва : Из- во РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева, 2013. — 143с.
5. Десятка лучших библиотек для программирования на Python. Techrocks.ru| программирование, стартапы, новости IT. [Электронный ресурс]
— URL: https://techrocks.ru/ (дата обращения: 01.05.2018)
6. Установка модулей расширения в QGIS. GIS-Lab: Геоинформационные системы и Дистанционное зондирование Земли. [Электронный ресурс] — URL: http://gis-lab.info/ (дата обращения 03.05.2018)
7. Якушев, В. П. Точное земледелие: состояние исследований и задачи агрофизики / В. П. Якушев, Р. А. Полуэктов [и др.] // В кн.: «Агрофизические и экологические проблемы сельского хозяйства в 21 веке». — СПб., 2002. — Т. 3.— С. 26-73.
8. Якушев, В. П. Информационное обеспечение точного земледелия / В. П. Якушев, В. В. Якушев. — СПб.: Изд-во ПИЯФ РАН, 2007. — 384 с.
9. Qt 4.3: Qt Creator Документация. Все о кроссплатформенном программировании | Документация. [Электронный ресурс] — URL: http://www.doc.crossplatform.ru/ (дата обращения: 03.05.2018)
10. Batte, T. M. Precision farming adoption and use in Ohio: Case studies of six leading-edge adopters. / T. M. Battle, W. M. Arnholt // Computers and Electronics in Agriculture — 2003. — N38. — P. 125-139.
11. Blackmore, B. S. The role of Precision Farming in Sustainable Agriculture; A European Perspective. / B. S. Blackmore, P. N. Wheeler, J. Morris, P. C. Robert, R.
H. Rust, W. E. Larson // Presented at 2nt Int. Conf, on Site-Specific Management for Agricultural Systems, — USA, Minneapolis, March 1995.
12. Gould, J. D. How to design usable systems. / J. D. Gould // — New York, 1995. — Р. 93-121.
13. Lutz M. Learning Python, 5th Edition: tutorial / Mark Lutz // — Ph. O'Reilly Media, 2013. — 1594 pgs.
14. Langran, G. Time in Geographical Information Systems. / G. Langran // ed. Taylor & Francis, London. — 1992. — 193 pgs.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ