Python应用指南：利用高德地图API实现路径规划

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已于 2025-03-23 13:18:43 修改 · 5.9k 阅读

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#算法 #数据库 #数据分析 #python #arcgis #大数据

于 2024-10-23 21:18:01 首次发布

高德路径规划API是一套基于HTTP协议的接口服务，旨在为开发者提供便捷的路径规划解决方案。该API支持多种出行方式，包括步行、公交和驾车，能够满足不同场景下的路径查询需求。通过调用这些API，用户可以获得从起点到终点的最优路径建议，以及详细的行驶距离和预计时间等信息。API返回的数据格式灵活，支持JSON和XML两种格式，便于开发者根据自身应用的需求进行解析和处理。

本篇文章就来实现对高德路径API的调用，并展示如何处理返回的数据，最终实现路径规划结果的可视化呈现。

先讲一下方法思路，一共三个步骤；

方法思路

确认不同路径规划 API URL数据结构，并根据配置参数构建请求URL
坐标转换——高德坐标系（GCJ-02） to WGS84
输出shp图层和csv结果

我们先看步行的路径规划的请求API：路径规划-基础 API 文档-开发指南-Web服务 API|高德地图API

https://restapi.amap.com/v3/direction/walking?origin=116.434307,39.90909&destination=116.434446,39.90816&key=<用户的key>

参考服务示例，我们需要输入并配置的参数包括key，orign（起点坐标）、desination（终点坐标）、output 选json、origin_id （起点 POI ID）与destination_id （目的地 POI ID）填不填都可以，有需求的可以填一下，可以提高路径规划的精度。

        parameters = {
            'key': api_key,
            'origin': from_location,
            'destination': to_location,
            'output': 'json'
        }

首先通过高德API拾取坐标器拾取需要研究的路径的起末点坐标：坐标拾取器 | 高德地图API，这里挑了两个起末点坐标作为示例；

('121.430041,31.154579', '121.318910,31.193987'), # 上海南站 -> 虹桥火车站
('121.492466,31.225879', '121.508419,31.084134'), # 人民广场 -> 复旦大学

步行路径规划

步行路径规划 API 可以规划100km 以内的步行通勤方案，并且返回通勤方案的数据。最大支持 100km 的步行路线规划；

完整代码#运行环境Python 3.11

# -*- coding: utf-8 -*-
import requests
import json
import geopandas as gpd
import pandas as pd
from shapely.geometry import LineString, Point
import glob
import math

# 高德GCJ02(火星坐标系)转GPS84
x_pi = 3.14159265358979324 * 3000.0 / 180.0
pi = 3.1415926535897932384626  # π
a = 6378245.0  # 长半轴
ee = 0.00669342162296594323  # 扁率

def gcj02towgs84(lng, lat):
    """
    GCJ02(火星坐标系)转GPS84
    :param lng:火星坐标系的经度
    :param lat:火星坐标系纬度
    :return:
    """
    if out_of_china(lng, lat):
        return lng, lat
    dlat = transformlat(lng - 105.0, lat - 35.0)
    dlng = transformlng(lng - 105.0, lat - 35.0)
    radlat = lat / 180.0 * pi
    magic = math.sin(radlat)
    magic = 1 - ee * magic * magic
    sqrtmagic = math.sqrt(magic)
    dlat = (dlat * 180.0) / ((a * (1 - ee)) / (magic * sqrtmagic) * pi)
    dlng = (dlng * 180.0) / (a / sqrtmagic * math.cos(radlat) * pi)
    mglat = lat + dlat
    mglng = lng + dlng
    return [lng * 2 - mglng, lat * 2 - mglat]

def transformlat(lng, lat):
    ret = -100.0 + 2.0 * lng + 3.0 * lat + 0.2 * lat * lat + 0.1 * lng * lat + 0.2 * math.sqrt(math.fabs(lng))
    ret += (20.0 * math.sin(6.0 * lng * pi) + 20.0 * math.sin(2.0 * lng * pi)) * 2.0 / 3.0
    ret += (20.0 * math.sin(lat * pi) + 40.0 * math.sin(lat / 3.0 * pi)) * 2.0 / 3.0
    ret += (160.0 * math.sin(lat / 12.0 * pi) + 320 * math.sin(lat * pi / 30.0)) * 2.0 / 3.0
    return ret

def transformlng(lng, lat):
    ret = 300.0 + lng + 2.0 * lat + 0.1 * lng * lng + 0.1 * lng * lat + 0.1 * math.sqrt(math.fabs(lng))
    ret += (20.0 * math.sin(6.0 * lng * pi) + 20.0 * math.sin(2.0 * lng * pi)) * 2.0 / 3.0
    ret += (20.0 * math.sin(lng * pi) + 40.0 * math.sin(lng / 3.0 * pi)) * 2.0 / 3.0
    ret += (150.0 * math.sin(lng / 12.0 * pi) + 300.0 * math.sin(lng / 30.0 * pi)) * 2.0 / 3.0
    return ret

def out_of_china(lng, lat):
    """
    判断是否在国内，不在国内不做偏移
    :param lng:
    :param lat:
    :return:
    """
    if lng < 72.004 or lng > 137.8347:
        return True
    if lat < 0.8293 or lat > 55.8271:
        return True
    return False

def coordinates(c):