基于Python的可交互式城市地圖的實(shí)現(xiàn)

吳偉 殷琦輝 王路 李金麗

摘要：通過對城市電子地圖的現(xiàn)狀和電子地圖的使用分析，完全滿足用戶需求的可交互式地圖還沒有實(shí)現(xiàn)。文章提出了基于Python的第三方folium庫，實(shí)現(xiàn)了在地圖上標(biāo)注、商圈以及展示地形的人機(jī)交互，為城市電子地圖的使用提供了可以借鑒的發(fā)展方向。同時(shí)，還提出設(shè)計(jì)和開發(fā)在線交互地圖使用平臺或App，以方便用戶的體驗(yàn)和專題使用，是今后城市電子地圖的普遍應(yīng)用方向。

關(guān)鍵詞：交互式；城市地圖；folium

中圖分類號：TP319? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

在當(dāng)今信息化的時(shí)代，電子地圖的使用已經(jīng)十分普遍。手機(jī)地圖上的地址“定位”和“導(dǎo)航”是人們經(jīng)常使用城市地圖的功能。如何滿足人們對城市地圖的不同需求，各大地圖提供方暫時(shí)沒有給出互助式的解決方案。針對這個(gè)問題，文章建設(shè)性地提出了通過第三方地圖庫folium實(shí)現(xiàn)可交互式的解決辦法，基于Python的folium庫具體實(shí)現(xiàn)了在城市地圖上“標(biāo)注、商圈和顯示地形”等幾種交互，為可交互式地圖的發(fā)展提供了可以借鑒的思路，地圖發(fā)展的目標(biāo)是為使用者帶來便利和呈獻(xiàn)完善的功能，基于此，開發(fā)在線交互地圖是各大地圖提供方要完成的任務(wù)。

1 城市電子地圖的現(xiàn)狀

在我國，尤其是出門在外，大部分人都是拿著手機(jī)，跟著導(dǎo)航去往自己要去的地方，可見手機(jī)導(dǎo)航的使用是多么的普遍。據(jù)中國地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)2022年9月發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，中國以百度地圖、高德地圖、騰訊位置、華為地圖等為主的企業(yè)位置服務(wù)開放平臺，互聯(lián)網(wǎng)地圖日均位置服務(wù)請求次數(shù)最高達(dá)1 300億次，日覆蓋用戶數(shù)超過10億人次，全球興趣點(diǎn)總數(shù)最高達(dá)2.6億，覆蓋超過200個(gè)國家和地區(qū)［1］。地圖對滿足人們的美好生活需求十分重要。不管是PC端地圖還是移動(dòng)端地圖，互動(dòng)式、交互式地圖已成為人們生活中不可缺少的工具。目前，地圖產(chǎn)業(yè)已推廣到各領(lǐng)域，并形成了產(chǎn)業(yè)鏈，在大數(shù)據(jù)、人工智能的助推下向著“高精地圖”方向發(fā)展。

由于手機(jī)較為方便攜帶，移動(dòng)端地圖即手機(jī)地圖的使用最為普遍，也能滿足用戶的絕大部分需求。研究交互式地圖就要從人們的需求出發(fā)，拓展地圖的功能，為使用者提供智能化的人與地圖交互體驗(yàn)。

2 交互式電子地圖

交互式地圖顧名思義就是指地圖能滿足用戶的需求，并能及時(shí)反饋用戶查詢的結(jié)果或給出建議。可見，地圖的功能設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)上述要求的應(yīng)有之義。現(xiàn)如今，電子地圖的功能越來越強(qiáng)大，地圖從最初只能“看”到現(xiàn)在的“智能搜索”“公交提示”“定位”等。手機(jī)地圖用戶功能使用情況中占前3位的是“導(dǎo)航”“地點(diǎn)查找”“周邊熱點(diǎn)的查詢”，前2個(gè)是用戶經(jīng)常使用的功能，但“周邊熱點(diǎn)的查詢”達(dá)到29.2%，上升到了第3位，說明“社交”屬性也成了地圖的一個(gè)標(biāo)簽（見圖1）。

隨著新一代信息技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展和智能化的趨勢，地圖與社交元素的深度融合趨勢將會(huì)更加明顯，人們的線下社交關(guān)系將會(huì)慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)榫€上。“手機(jī)地圖圈”功能有著廣闊的發(fā)展前景［2］。正是由于這些新功能的產(chǎn)生，近年來，使用電子地圖的用戶數(shù)量飛速增長。要想讓用戶有極好地用戶體驗(yàn)，就要從用戶的角度來考慮問題，急用戶之所需，把用戶想使用的功能和將來用戶要使用的功能都加載到電子地圖上，周到體貼的交互就要站在用戶的角度考慮問題，以用戶為本的設(shè)計(jì)會(huì)把看起來令人難以理解的工具變成能夠明白的、方便的、可用的設(shè)備［3］。

3 交互式地圖的實(shí)現(xiàn)

以蘇州市為例，蘇州是旅游城市，地圖的使用對于第一次來蘇州的游客來說尤為重要。但目前的電子地圖注重的是“導(dǎo)航”和“交通”出行，尚未在與用戶“人文”互動(dòng)方面給出比較好的應(yīng)用。在蘇州的旅游景點(diǎn)標(biāo)注按鈕上單擊，就會(huì)顯示這個(gè)景點(diǎn)的相關(guān)信息，后期再加入音頻信息可以實(shí)現(xiàn)有聲地圖，還可以為視力障礙的使用者帶來方便（見圖2）。

文章以蘇州市的城市電子地圖為例，基于Python來實(shí)現(xiàn)交互。使用地圖庫在Anaconda3環(huán)境下安裝folium，pip install folium或conda install folium均可使用。

3.1 在地圖上實(shí)現(xiàn)標(biāo)注

在jupyter運(yùn)行主要代碼：

1.suzhou= folium.Map（location=［31.299379， 120.619585］， tiles='openstreetmap'， zoom_start=12）

2.folium.Marker（［31.324246， 120.629226］， popup = '拙政園'，icon=folium.Icon（icon="cloud"），）.add_to（suzhou）

3.folium.Marker（［31.335796， 120.580404］， popup = '虎丘塔'， icon=folium.Icon（color="red"， icon="info-sign"），）.add_to（suzhou）

4.folium.Marker（［31.310736， 120.696981］， popup = '金雞湖'，icon=folium.Icon（color="green"），）.add_to（suzhou）

5.folium.Marker（［31.239729， 120.487188］， popup = '太湖新城'，icon=folium.Icon（color="purple"），）.add_to（suzhou）

6.suzhou

借助folium實(shí)現(xiàn)在地圖上標(biāo)注自己想去的地方拙政園、虎丘塔、金雞湖、太湖新城［4］。

3.2 在地圖上實(shí)現(xiàn)商圈

如果想深入游覽蘇州博物館，還可以在地圖上畫一個(gè)以蘇州博物館為中心的商圈［5］。重要代碼如下：

1.suzhou=folium.Map（location=［31.299379， 120.619585］， tiles='openstreetmap'， zoom_start=12）

2.folium.Circle（location=［31.323019， 120.627681］， radius = 900，color = "red"， fill = True， fill_color = "purple"）.add_to（suzhou）

3.suzhou

3.3 實(shí)現(xiàn)山體陰影、自然植顏色展示

蘇州城的西部有穹窿山、靈巖山等海拔不高的山體，太湖中還有東、西山，節(jié)假日是人們經(jīng)常去的地方，可以借助Stamen Terrain實(shí)現(xiàn)對蘇州地形的整體展示，局部細(xì)節(jié)可以通過“+”和“-”來進(jìn)行縮放。重要代碼如下：

1.suzhou=folium.Map（location=［31.299379， 120.619585］，zoom_start=4， tiles = "Stamen Terrain"）

2.suzhou

4 結(jié)語

通過以上具體的互助式地圖的實(shí)例，借助folium地圖庫基于Python實(shí)現(xiàn)了交互式地圖的幾個(gè)功能，基礎(chǔ)工作量比較大，例如，手機(jī)地圖用戶功能使用情況的實(shí)現(xiàn)有1 200行代碼，針對廣大使用者如何方便快捷的使用互助式地圖，開發(fā)在線的交互式電子地圖平臺或App是一個(gè)很好的想法。在簡單實(shí)現(xiàn)交互的基礎(chǔ)上加入更多的功能和信息，實(shí)現(xiàn)有聲地圖為更多的用戶帶來使用上的便利是下一步的研究方向。

參考文獻(xiàn)

［1］我國互聯(lián)網(wǎng)地圖日覆蓋用戶數(shù)超10億人次［EB/OL］.（2022-09-14）［2022-10-06］.https：//m.thepaper.cn/baijiahao_19900894.

［2］徐偉，嚴(yán)逸.一種基于網(wǎng)格編碼的嵌入式地圖動(dòng)態(tài)注記方法［J］.電子質(zhì)量，2020（11）：5-8.

［3］梁鋼.大規(guī)模要素下矢量瓦片可視化優(yōu)化方法研究［D］.杭州：浙江大學(xué)，2020.

［4］宮林成.在線交互式專題地圖信息平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.測繪與空間地理信息，2019（42）：86-88.

［5］陳磊，杜清運(yùn)，孫文.引導(dǎo)式在線專題制圖模式的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)［J］.地理信息世界，2016（2）：119-124.

（編輯 何 琳）

Implementation of interactive city map based on Python

Wu? Wei， Yin? Qihui， Wang? Lu， Li? Jinli

（School of Computer Engineering， Suzhou Vocational University， Suzhou 215104， China）

Abstract：? Through the analysis of the current situation of urban electronic map and the use of electronic map， the interactive map that fully meets the needs of users has not yet been realized. This paper proposes a third-party folium library based on Python， which realizes human-computer interaction of marking on maps， business circles and displaying terrain， and provides a development direction for the use of urban electronic maps. At the same time， it is also proposed to design and develop an online interactive map use platform or app to facilitate user experience and thematic use， which is the general application direction of urban electronic map in the future.

Key words： interactive; city map; folium