基于OpenStreetMap计算驾车距离（Java）

Posted 2020-12-11 xiami2046

最近公司有个项目需要计算6000个点之间的驾车距离，第一时间想到的是利用Google的Distance Matrix API，但是免费Key每天只能计算2500个元素（元素 = 起点数量 * 终点数量），收费的话每1000个元素需要0.5刀，6000个点（接近3600w条边）基本就是1.8w刀。。。而且限制颇多，数据只允许本地缓存一个月，QPS限定100，每天查询元素上限10w，计算完客户早走了，基本不可用。

然后就想到了开（免）源（费）的OpenStreetMap（简称OSM），OSM是一个开源的地图库，可以在http://download.geofabrik.de/下载各国家地图包，数据还是比较全的。

有了地图数据，还需要一个寻路计算框架，找到了一个免费的库osm2po（http://osm2po.de/）

下载osm2po以后修改demo.sh或demo.bat的地图路径为你自己的pbf文件地址：

执行以后会启动一个Http服务器，默认地址http://localhost:8888/Osm2poService，打开就能看见地图界面了：

 

随便寻个路，效果还可以，国内路线看起来和高德地图差不多

 

Http访问方式只提供了这么些参数可以使用，并不是很完善，没有distance的选项，而且http的访问方式效率也不高，最好还是用Java API

 

计算两点间距离可以直接用官网示例的DefaultRouter，很简单。

多点距离在gis.stackexchange.com发现作者说有提供Distance Matrix API，emmm不错，看了下jar包的确是有一个TspDefaultMatrix的类，直接上代码：

public static void main(String[] args) throws Exception {
    File graphFile = new File(args[0]);
    Graph graph = new Graph(graphFile);

    // Somewhere in Graph
    LatLon source = new LatLon(32.0452460989,118.8318873038);
    LatLon target = new LatLon(31.8870800000,118.8300200000);

    // additional params for DefaultRouter
    Properties params = new Properties();
    params.setProperty("findShortestPath", "true");
    params.setProperty("ignoreRestrictions", "false");
    params.setProperty("ignoreOneWays", "false");
    params.setProperty("heuristicFactor", "0.0"); // 0.0 Dijkstra, 1.0 good A*

    int[] vertexIds = findClosestVertexIds(graph, source, target);
    Log log = new Log(Log.LEVEL_DEBUG).addLogWriter(new LogConsoleWriter());
    TspDefaultMatrix matrix = new TspDefaultMatrix(graph, vertexIds, Float.MAX_VALUE, log, params);

    float[][] distances = matrix.getCosts();
    for (int i = 0; i < distances.length; i++) {
        for (int j = 0; j < distances.length; j++) {
            System.out.println(distances[i][j]);
        }
    }

    graph.close();
}

public static int[] findClosestVertexIds(Graph graph, LatLon... latLons) {
    int[] vertexIds = new int[latLons.length];
    for (int i = 0; i < latLons.length; i++) {
        // if failed, return -1
        vertexIds[i] = graph.findClosestVertexId(
                (float) latLons[i].getLat(), (float) latLons[i].getLon());
    }
    return vertexIds;
}

算出来的结果21.01734公里，和高德地图完全吻合

公司项目第一个使用的地方是一个鸟不拉屎的非洲小国家，除了主干道基本都是人踩出来的小路，固定地点寻路成功率也达到了83%以上，失败的情况一般谷歌地图也没路。国内道路好太多，估计95%成功率是OK的。

实际测试1700个点，地图大小30M，生成有效数据240w条，堆内存使用6.5g，只用了60秒。

 

ps：距离相近的点，得到的地图块id可能相同，传入TspDefaultMatrix会error，要做一个去重的映射处理。