CN103377189A - 基于智能移动终端的粮食地面参照信息收集方法 - Google Patents

Abstract

本发明基于现有通用智能手机终端，收集粮食生产中的地面参照信息，并用于遥感数据分析。利用数据挖掘技术，通过用户反馈结果的***分析，评价获取结果的正确性，并建立相应的用户信息收集数据库，以描述用户所擅长的收集内容，从而实现相应的任务推荐，并提高所获取信息的准确度。

Description

基于智能移动终端的粮食地面参照信息收集方法

一、技术领域

本发明基于目前广泛使用的移动手持设备操作***iOS或Android开发环境，充分利用目前iphone、htc等3G智能手机中强大的嵌入式传感器等功能，包括高清摄像头，高精度GPS定位***，红外温度测量，感光传感器、加速度传感器等一系列嵌入式设备，动态采集有关粮食地面参考信息，并通过无线通信技术实时发送到远程服务器。 

二、背景技术

对于大规模粮食种植这种开放式自然环境，环境因素包括温度、湿度、光照、海拔、土壤参数(土壤类型、土壤水分、土壤PH值等)等对作物生长周期的影响不容忽视。而且近些年，随着移动通信技术、遥感技术、计算机技术、嵌入式传感器技术等的迅猛发展，如何将这些技术融合在一起，丰富技术的应用范围，是广大科技工作者们亟待研究的重大战略课题之一。基于此，在本发明中我们利用智能手机中的GPS定位功能，自动获取当前粮食种植的海拔高度和经纬度等空间信息，并匹配卫星遥感监测，进行实时矫正；同时采集其他物理参数，并对其误差进行分类、校正，从而提高信息收集的准确度，然后与其他相关信息一起融合提交至服务器终端。 

三、发明内容

该发明通过匹配用户的设备使用能力以及参照信息收集任务的复杂度，自动将适合的任务推荐给用户，同时考虑到用户的通勤成本、时间成本、投入成本等综合要素，从而降低信息使用的成本。 

基于通用传感器的粮田地面信息收集方法，该方法基于智能移动终端中的有关内置传感器，测量粮食种植中的环境参数，并通过软件实现的方法进行误差校正，从而提高信息收集的准确度。 

信息实时上传匹配联动体系。通过卫星运行轨道的分析，使得地面信息收集时间与遥感数据获取时间基本同步，从而使得所获得的地面参照信息根据价值和容量与卫星遥感数据进行自动匹配，构建联动体系。同时，可将获取的地面信息与卫星数据及时传输到控制端，以实现对粮食种植的实时监控。 

本发明实施方式提供一种基于协作过滤(CF)的用户任务推荐算法，其具体内容如下： 

协作过滤又称为合作过滤或社会过滤，它基于如下假设：如果一些用户对一些项目的评分较相似，则他们对其它项目的评分也比较相似。所以，其实现的基本思想是***采用某种技术找到目标用户的若干邻居(与目标用户有相似兴趣的用户)，然后根据最近邻居对目标项目的评分，产生推荐。协作过滤分析的是“用户一用户”的关系，根据用户兴趣的相似性来推荐资源。 

基于用户的协作过滤算法中度量用户相似性的方法主要有以下两种：余弦相似性和相关相似性，计算公式分别如式(1)和式(2)所示： 

$\mathrm{Sim}(u,n)=\frac{\underset{m=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{u,m}*R_{n,m},}{\sqrt{\underset{m=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{u,m}*\underset{m=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{n,m}}}---\left(1\right)$

$\mathrm{Sim}(u,n)=\frac{\underset{c\∈I}{\mathrm{\Σ}}(R_{u,c}-{\stackrel{\‾}{R}}_u)*(R_{n,c}-{\stackrel{\‾}{R}}_n)}{\sqrt{\underset{c\∈I}{\mathrm{\Σ}}{(R_{u,c}-{\stackrel{\‾}{R}}_u)}^2*\underset{c\∈I}{\mathrm{\Σ}}{(R_{n,c}-{\stackrel{\‾}{R}}_n)}^2}}---\left(2\right)$

式中：N——资源的数目； 

R_u，m和R_n，m——用户u和n表示对资源项目m的评分； 

I——用户u和n共同评分过的项目集； 

R_u，c和R_n，c——用户u和n对I中某一项资源的评分； 

和 

——用户u和n对资源的平均评分。 

信息推荐时，根据最近邻居对项目u的评分产生推荐，采用以下公式(3)计算目标用户u对未评分项目i的预测评分： 

$\mathrm{Pred}(u,i)={\stackrel{\‾}{R}}_u+\frac{\underset{a=1}{\overset{b}{\mathrm{\Σ}}}(R_{a,i}-{\stackrel{\‾}{R}}_a)*\mathrm{Sim}(u,a)}{\underset{a=1}{\overset{b}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Sim}(u,a)}---\left(3\right)$

式中： 

——用户u和其最近邻a对资源项目的平均评分，R_a，i——最近邻a对项目i的评分，b——最近邻的个数，Sim(u，a)——用户u和a的相似度。 

用户u对任务i的适应程度为：用户对所有任务的平均适应度 

加上与其最相似的用户群 

对任务i的适应程度与其平均适应程度之差。通过对该公式，便可以确定将那些任务推荐给相应的用户。 

本发明提出了一种基于用户协作过滤信息推荐模型，该模型在对资源项目分类的基础上，将用户对项目评分转换为用户对资源项目类别的评分，对数据预处理之后，在对用户聚类，最后在目标用户所在的簇中寻找其最近邻居并产生推荐。同时，可以通过加权过滤数据预处理以提高算法的扩展性和推荐质量。 

四、附图说明

图1远程客户端功能架构 

图2粮食种植地面信息采集流程图 

五、具体实施方式

本发明实施方式提供GPS定位信息采集和农田一般信息采集相结合的方法，并通过卫星遥感技术，匹配所采集信息的准确度，并加以校正和数据融合，最后通过无线传输发送到服务器终端，具体步骤如下： 

步骤1启动***，进行自检、初始化程序； 

步骤2启动GPS和智能农田信息采集传感器，GPS采集有关的海拔、经纬度信息，农田采集***询问是否开启高清摄像头，如是，则采集图像信息，否则，采集温、湿度，土壤、光照等条件信息并保存； 

步骤3通过GPS采集的地面信息和卫星遥感所提供的数据进行比较，如有误差，则进行修正GPS信息参数，然后保存至存储卡中； 

步骤4将保存的数据汇总之后通过无线通信网络发送到远程服务器终端，并动态实时显示； 

步骤5此时，所采集到的农田动态种植信息均可体现用户的资源需求，按照某种原则，如通过加权平均过滤数据等，全局画出动态实时曲线，并返回。 

Claims (4)

1.一种基于智能移动终端的粮食地面参照信息收集方法，其方法实现过程的特征具体如下：利用通用智能移动终端相关传感器，设计粮食地面参照信息收集方法；通过对用户上传结果的评价与挖掘，分析用户在收集过程中的特点并建立相应的数据库；基于用户的地面参照信息收集特征，进行任务推荐，实现高效准确的数据收集。

2.根据权利要求书1所描述的基于智能移动终端的粮食地面参照信息收集方法，其数据收集的特征在于：充分利用通用移动智能终端的传感器，设计相应的地面参照信息收集方法，以降低数据收集的成本。具体而言，首先需要深入分析现有移动设备如智能手机所包含的传感器，如摄像头、温度计、GPS定位仪、陀螺仪等。通过软件方式充分利用以上智能传感器，在不增加硬件成本的同时，获取满足精度需求的地面参照数据。

3.根据权利要求书1所描述的用户上传结果的评价与挖掘方法，其特征在于通过利用协同过滤算法，通过对用户的聚类，发掘相似用户并以此对其上传信息进行交叉验证，从而保障数据收集的准确度。

4.根据权利要求书1所描述的用户信息收集数据库，其特征在于该数据库是通过协同过滤算法自动创建与更新，即通过对所获取的用户信息及其上传的地面参照数据的比对，自动建立用户上传历史数据库，并依此进行信息收集内容推荐，同时获取反馈信息，更新数据库。

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