GoTrackIt: 国内开源地图匹配框架,高效精准助力交通大数据分析

汽车   2024-09-10 07:02   北京  


今天给大家介绍一款基于python开发的开源地图匹配框架-GoTrackIt,相较于以往的匹配工具,它具有简单易用、功能全面、可视化效果好、匹配准确度高/效率高等特点。

而且,由于GoTrackIt开发者是国内交通业界的行业同仁,当您遇到棘手的BUG,也不用费心费力的给外国开发者发邮件咨询啦~(🤭🤭🤭),gotrackit用户社区十分活跃,版本迭代和BUG修复也很快,直接微信群内即可沟通反馈!

图 1 GitHub主页


项目地址:https://github.com/zdsjjtTLG/TrackIt

用户文档:https://gotrackit.readthedocs.io/en/latest/index.html

如何安装:pip install -i https://pypi.org/simple/ gotrackit

算法包核心原理动画可视化:https://www.bilibili.com/video/BV1gQ4y1w7dC


1. 关于地图匹配

如果您对地图匹配不太熟悉,下面两张图应该能够让您一目了然!

图 2 地图匹配定义1

图 3 地图匹配定义2

地图匹配算法是车辆轨迹挖掘分析领域中的核心关键算法,得益于其广泛的应用场景,无论您是交通业界从业者还是科研工作者,地图匹配都是助力轨迹数据分析挖掘的利器。

图 4 应用领域


2. GoTrackIt正式简介

GoTrackIt是一个基于改进隐马尔可夫模型实现的地图匹配python包,为交通大数据领域人员量身定制开发,在路网优化、轨迹数据预处理、地图匹配三个环节提供了大量的算法接口,由杭州浙诚数据科技有限公司在2023年12月面向业界以及社会开源,至今在开源社区上获得15000+次下载,迭代了21个版本,同时在行业内形成了一定规模的用户交流社群,也支撑了领域内的相关科研项目:

● 英国政府碳排项目:支撑完成亿万级别GPS数据的匹配,有力地推动了当地道路网络的碳排放量精细核算;

● 2024年某省统计科学研究计划项目:《基于大数据的公路货物周转量统计方法优化与应用研究》;支撑省域路网拓扑优化、大规模货运GPS数据匹配。

GoTrackIt特点如下:

(1) 配套工具丰富

提供大量路网拓扑优化工具

√ 提供GPS样例数据生产模块

√ 提供GPS数据清洗接口:包括行程切分、滤波平滑、轨迹简化等

(2) 上手门槛低

√ 中文文档,有详细的操作指引

√ 基于Python开发,适配交通大数据领域,一行命令即可安装

√ 匹配算法动画展示,调参过程不是黑盒,支持网格参数搜索

(3) 地图匹配效率高

√ 向量化编程框架

√ 支持基于路径预计算的FastMapMatching

√ 支持多核并行匹配

√ 空间分层索引优化

(4) 使用体验好

√ 自动定位缺失路网位置,可视化查看问题路段

√ 输出结果支持HTML动态可视化、矢量图层可视化




3. GoTrackIt匹配效果

GoTrackIt支持三种结果输出形式:HTML动态可视化网页(方便问题排查)、GeoJSON矢量图层(GIS软件兼容)、逐轨迹点的匹配结果表(核心输出结果)。

图 5 HTML可视化-动图1

图 6 HTML可视化-动图2

图 7 HTML可视化-动图3

图 8 HTML可视化-图层控件

图 9 geojson矢量图层

图 10 输出字段表

以下为执行地图匹配的代码示例,整个过程还是较为简单的:

图 11 地图匹配代码示例


4. GoTrackIt功能概览

GoTrackIt在路网优化、轨迹数据预处理、地图匹配等三个环节,均提供了大量的接口供用户使用,可以说是致力于成为全流程的地图匹配框架,其功能架构如图:

图 12 功能概览

具体使用参见用户文档:https://gotrackit.readthedocs.io/en/latest/index.html


5. GoTrackIt快速上手

示例数据下载链接:

● 从GitHub仓库下载样例数据:

https://github.com/zdsjjtTLG/TrackIt/tree/main/data/input/QuickStart-Match-1

● 或者从百度网盘下载样例数据:

https://pan.baidu.com/s/11UdmhGJKMz3O9vmGHHSm3A?pwd=kn74

● 快速上手教程:

https://gotrackit.readthedocs.io/en/latest/%E5%BF%AB%E9%80%9F%E5%BC%80%E5%A7%8B.html

图 13 快速上手案例


6. GoTrackIt用户交流

用户交流群(项目GitHub主页长期更新群二维码):


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