Python和Perl繪製中國北京跑步地圖的方法

當你在一個城市，穿越大街小巷，跑步跑了幾千公裡之後，一個顯而易見的想法是，我到底和之前比快了多少，跑量有何變化，如果能把在這個城市的所有路線全部畫出來，會是怎樣的景象呢？

1.資料來源：益動GPS

文章代碼比較多，為了不弔人胃口，先看看最終效果：

[/code]

首先需要有未經處理資料資訊，手機上眾多跑步軟體提供了詳細的記錄，但它們共同的問題是不允許自由匯入匯出（可能是為了使用者粘性吧）。因此有一塊智能運動手錶應該是不二之選。我的是Garmin Fenix3，推薦一下：

益動GPS算是業界良心了，能夠同步咕咚，Garmin手錶，悅跑圈的資料，因此我將其作為一個入口，抓取所有的GPS資料。

至於如何同步，可參考網站上的相關介紹，下面是我登入該網站後的：

http://edooon.com/user/5699607196/record/15414378

隨便點進去以後，就可以看到匯出路線的按鈕：

無比坑爹的是，它不提供大量匯出的按鈕，幾百條記錄，依次匯出都累死了。於是考慮用代碼來編輯吧。

2. 擷取益動網站上的資料

登入之後，可以看出它是動態載入，當滾輪滾到最下時，自動載入後面的內容。本來是應該嗅探和分析http請求的，後來懶惰了。當拖到底，全部載入完畢後，儲存了當前的html檔案。

接下來就是解析這個Html,基本上是通過XPath的來做的。有經驗的同學看了就都明白了：

圖中高亮的部分，就是要下載gpx檔案的實際地址。我們將其儲存在urllist中。同時，中繼資料被儲存在json檔案裡。

folder = u'D:/buptzym的同步盤/百度雲/我的文件/資料分析/datasets/rungps/';cookie='JSESSIONID=69DF607B71B1F14AFEC090F520B14B55; logincookie=5699607196$6098898D08E533587E82B33DD9D02196; persistent_cookie=5699607196$42C885AD38F59DCA407E09C95BE1A60B; uname_forloginform="buptzym@qq.com"; __utma=54733311.82935663.1447906150.1447937410.1456907433.7; __utmb=54733311.5.10.1456907433; __utmc=54733311; __utmz=54733311.1456907433.7.3.utmcsr=baidu|utmccn=(organic)|utmcmd=organic; cookie_site=auto'userid='5699607196';f = codecs.open(folder + 'desert.htm', 'r', 'utf-8');html = f.read();f.close();root = etree.HTML(html)tree = etree.ElementTree(root);listnode=tree.xpath('//*[@id="feedList"]');numre=re.compile(u'騎行|跑步|公裡|，|耗時|消耗|大卡');urllists=[]records=[];for child in listnode[0].iterchildren():record={};temp=child.xpath('div[2]/div[1]/a[2]')if len(temp)==0:continue;source= temp[0].attrib['href'];record['id']=source.split('/')[-1];info=temp[0].text;numinfo= numre.split(info);if len(numinfo)<6:continue;record['type']= info[0:2];record['distance']= numinfo[1];record['hot']=numinfo[6];urllists.append('http://edooon.com/user/%s/record/export?type=gpx&id=%s' % (userid, record['id'])); 

值得注意的是，因為下載時需要cookie，因此讀者需要將自己在益動GPS的userid和登入的cookie都替換掉。

接下來就是下載的過程，擷取匯出資料按鈕的URL的XPath，構造一個帶cookie的請求，然後儲存檔案即可，非常容易。

opener = urllib.request.build_opener()opener.addheaders.append(('Cookie', cookie));path='//*[@id="exportList"]/li[1]/a';for everyURL in urllists:id = everyURL.split('=')[-1];print(id);url='http://edooon.com/user/%s/record/%s' % (userid, id);f = opener.open(url);html = f.read();f.close();root = etree.HTML(html)tree = etree.ElementTree(root);fs = str(tree.xpath(path)[0]);if fs is None:continue;furl = 'http://edooon.com/user/%s/record/%s' % (userid, fs);f = opener.open(furl);html = f.read();f.close();filename=folder+'id'+'.gpx';xmlfile = codecs.open(filename, 'wb');xmlfile.write(html);xmlfile.close(); 

之後，我們便儲存了大約300多個gpx檔案

3. 解析gpx資料

所謂gpx資料，是一種通用規範的GPS資料格式，詳細的資料可自行搜尋。

我們需要使用python的gpx解析器, gpxpy是個好選擇，使用

pip3 install gpxpy 即可安裝。

gpxpy提供了豐富的介面，當然為了統計，我們只需要提取一部分資料：

def readgpx(x):file= open(dir+x+'.gpx','r')txt=file.read()gpx=gpxpy.parse(txt)mv=gpx.get_moving_data()dat= {'移動時間':mv.moving_time,'靜止時間':mv.stopped_time,'移動距離':mv.moving_distance,'暫停距離':mv.stopped_distance,'最大速度':mv.max_speed};dat['總時間']=(gpx.get_duration())dat['id']=str(x)updown=gpx.get_uphill_downhill()dat['上山']=(updown.uphill);dat['下山']=(updown.downhill)timebound=gpx.get_time_bounds();dat['開始時間']=(timebound.start_time)dat['結束時間']=(timebound.end_time)p=gpx.get_points_data()[0]dat['lat']=p.point.latitudedat['lng']=p.point.longitudefile.close()return dat 

readgpx函數會讀取檔案名稱x，並將一個字典返回。並得到類似下面的一張表：

因為我們只需要繪製北京的地區，因此需要一個座標運算式篩掉北京之外的地區。篩選代碼使用了pandas,在附件裡有更詳細的代碼。

exceptids=詳細[(詳細.lng<116.1)|(詳細.lng>116.7)|(詳細.lat<39.9)|(詳細.lat>40.1)].id

def filtercity(r):sp=r.split('/')[-1].split('.')if sp[1]!='gpx':return False;if sp[0] in exceptids.values:return False;return True; bjids= [r for r in gpxs if filtercity(r)] 

這樣，我們就將所有在北京完成的動作資料篩選了出來。

4.繪製GPS資料

反覆造輪子是不好玩的，繪製gpx已經有比較強大的庫，地址在http://avtanski.net/projects/gps/

很不幸，這個庫使用Perl作為開發語言，並使用了GD作為視覺渲染庫。我花費了大量的時間，在安裝GD上面。

Ubuntu預設安裝Perl, GD是需要libgd的，libgd卻在官網上極難下載，下載後卻又發現版本不對，這讓我在國外互連網上遨遊了好幾個小時，都要死掉了。。。到最後，我才發現，安裝libgd庫只要下面這一步就可以了：

apt-get install libgd-gd2-perl

我覺得這就是apt-get方式坑爹的地方，apt get gd 或者libgd根本找不到，如果不去查，誰知道這麼寫啊！ 至於Perl的CPan管理工具，哎，不說了都是淚。

接下來下載gd 2.56，算是非常新的版本。找了各種中文版的安裝步驟，發現都有問題。這種事情，最好的辦法還是看README.MD啊！

解壓之後，perl ./Makefile.PL

之後make

make install

然後就可以了。。。。。。

這份gpx繪製庫是這麼介紹自己的：

This folder contains several Perl scripts for processing and plotting

GPS track data in .GPX format. 它的readme有不少使用上的說明，當然我們不廢話，把所有的gpx資料拷貝到sample_gpx檔案夾下，然後華麗麗的運行 ./runme.sh 如果沒有問題的話，應該是下面這樣：

[/code

我假設各位讀者對bash都已經很熟悉了，修改runme.sh檔案，可查看更多的選項。 最後得到的結果如：

當時看到這個結果，我都驚呆了！這是自己跑了2000公裡左右的結果，北京三環內（主要集中在長安街以北）主要的道路都遍了。尤其北三環和北土城路（10號線北段）被我各種虐。每一段白線都是一段故事，每一個點都是我的一個腳印啊！

5.總結

這文章寫得顯然不夠詳細，遠遠沒有hand by hand。而且並沒有提供更多的資料分析（顯然這些工作我都做了）不過相信跑步的程式員一定都很厲害，我這就權作拋磚引玉了。

其實完全可以做成一個web服務，跑友們上傳自己的跑步軟體的id，就可以自動渲染出各種漂亮的跑步路徑和分析圖，應該會很有意義吧！

這件事情花費了我七八個小時，簡直吐血，大量的時間用在了如何安裝GD上，而不是下載資料上。教訓告訴我，一定要讀安裝包裡內建的說明文檔，因為庫和庫之間的版本不同，因此可能造成版本地獄，到時候新版本卸載不了，老版本沒法用的時候可別說我沒提醒啊！

值得一提的是，益動gps下載的gpx檔案不帶分行符號，這導致gpx_disualization庫無法解析它（這貨Regex寫錯了），我懶得再去動perl正則，於是通過替換增加了分行符號。

以上是小編給大家介紹的Python和Perl繪製中國北京跑步地圖的方法，希望對大家有所協助！

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