用實例解析Python+Kepler.gl如何制作酷炫路徑動畫

這篇文章主要用實例解析Python+Kepler.gl如何制作酷炫路徑動畫，內(nèi)容簡而易懂，希望大家可以學(xué)習(xí)一下，學(xué)習(xí)完之后肯定會有收獲的，下面讓小編帶大家一起來看看吧。

1. 簡介

Kepler.gl相信很多人都聽說過，作為Uber幾年前開源的交互式地理信息可視化工具，kepler.gl依托WebGL強大的圖形渲染能力，可以在瀏覽器端以多種形式輕松展示大規(guī)模數(shù)據(jù)集。

 更令人興奮的是Kepler.gl在去年推出了基于Python的接口庫keplergl，結(jié)合jupyter notebook/jupyter lab的相關(guān)拓展插件，使得我們可以通過編寫Python程序配合Kepler.gl更靈活地制作各種可視化作品。

而隨著近期keplergl的更新，更多的新特性得以同步到其Python生態(tài)中，本文就將針對其中的路徑動畫的制作方法進(jìn)行介紹。

2.基于keplergl的路徑動畫

我們要制作的路徑動畫圖主要用于表現(xiàn)特定路徑上流的運動，譬如圖3的例子來自Kepler.gl官方示例：

而在官方的說明中描述了要繪制路徑動畫需要輸入的數(shù)據(jù)格式：

這是一個典型的GeoJSON格式LineString要素，特別的是其"coordinates"鍵對應(yīng)的值不同于常規(guī)的[經(jīng)度, 緯度]格式，而是代表著[經(jīng)度, 緯度, 高度, 時間戳]，其中高度非必要，可以設(shè)置為0，而時間戳則聲明了軌跡動畫在該時間點會到達(dá)的該點位置，即線要素上連續(xù)的點位置+時間戳定義了軌跡動畫的運動模式，下面我們分步驟來實現(xiàn)。

3.構(gòu)造數(shù)據(jù)與初始化html

這里我們以重慶市渝中區(qū)的OSM路網(wǎng)為演示示例數(shù)據(jù)，首先我們需要利用json模塊來讀取本地重慶市渝中區(qū)_osm路網(wǎng)_道路.geojson數(shù)據(jù)：

from keplergl import KeplerGl
import json
import time
 
with open('geometry/重慶市渝中區(qū)_osm路網(wǎng)_道路.geojson') as g:
  raw_roads = json.load(g)

隨便打印出其中包含的某個線要素：

可以看到，這時線要素內(nèi)部包含的點還是[經(jīng)度, 緯度]的格式，接下來我們?yōu)槠涮摌?gòu)上時間戳信息，為了保證整個路網(wǎng)可視化的協(xié)調(diào)一致，將所有線要素的時間跨度固定在一個小時之內(nèi)，保證每段路上從頭到尾的軌跡動畫都保持一致：

start_time = time.mktime(time.strptime('2020-05-29 20:00:00', "%Y-%m-%d %H:%M:%S"))
 
for i in range(raw_roads['features'].__len__()):
    for j in range(raw_roads['features'][i]['geometry']['coordinates'].__len__()):
        
        shift_time = int((j / raw_roads['features'][i]['geometry']['coordinates'].__len__())*3600) # 更新當(dāng)前對應(yīng)的時間戳
        
        raw_roads['features'][i]['geometry']['coordinates'][j] \
            .extend([0, # 高度設(shè)置為0
                     int(start_time) + shift_time])

接著再打印其中一個線要素：

可以發(fā)現(xiàn)每個點元素都追加上高度0以及對應(yīng)的時間戳（注意這里的時間戳必須為整數(shù)否則之后輸入keplergl會報錯），接下來的過程就非常簡單。

首先確保你已經(jīng)安裝了keplergl以及對應(yīng)插件，譬如我所使用的jupyter lab，在確保nodejs被安裝的前提下，使用jupyter labextension install @
jupyter-widgets/jupyterlab-manager keplergl-jupyter安裝拓展插件（jupyter notebook可參考
https://github.com/keplergl/kepler.gl/tree/master/bindings/kepler.gl-jupyter#installation），以及使用pip install keplergl來安裝keplergl庫，一切準(zhǔn)備就緒直接運行如下代碼：

from keplergl import KeplerGl
# 生成KeplerGl對象s
map1 = KeplerGl(height=400, 
                data={'flow': raw_roads}) # data以圖層名為鍵，對應(yīng)的矢量數(shù)據(jù)為值
map1
map1.save_to_html(file_name='渝中區(qū).html') # 導(dǎo)出到本地可編輯html文件

這一步的目的是初始化已嵌入目標(biāo)數(shù)據(jù)的html文件，接下來你就可以關(guān)閉jupyter lab，在工作目錄下找到已經(jīng)導(dǎo)出的html文件直接打開，接下來的工作將在瀏覽器里進(jìn)行。

以上就是關(guān)于用實例解析Python+Kepler.gl如何制作酷炫路徑動畫的內(nèi)容，如果你們有學(xué)習(xí)到知識或者技能，可以把它分享出去讓更多的人看到。