怎麼樣用Python實現地理編碼

以物流業為例，分析了 PostgreSQL 與 Greenplum 在地理位置資訊處理，最佳路徑演算法，機器學習等方面的物流行業應用方法。其中提到了地址轉換成座標的問題，更專業些的名詞應該是“地理編碼”，即知道一個地址，如北京市海淀區上地十街10號，怎麼樣可以獲得到對應的經緯度位置資訊( 40,116)，或者反過來。

地理編碼概念

許多地圖相關的廠商都提供了相關的API，我們可以直接利用這些API來得到這些資訊。例如百度的Geocoding API。

Geocoding API是一類接口，用於提供從地址到經緯度坐標或從經緯度坐標到地址的轉換服務，用戶可以使用C# 、C++、Java等開發語言發送請求且接收JSON、XML的返回資料。 Geocoding API包括地址解析和逆地址解析功能：

借用ESRI文檔中更直觀的一張圖

地理編碼：即地址解析，由詳細到街道的結構化地址得到百度經緯度資訊，例如：「北京市海淀區中關村南大街27號」地址解析的結果是「lng:116.31985,lat:39.959836」。同時，地理編碼也支援名勝古蹟、標誌性建築名稱直接解析返回百度經緯度，例如：「百度大廈」地址解析的結果是「lng:116.30815,lat:40.056885」 。

逆地理編碼：即逆地址解析，由百度經緯度信息得到結構化地址信息，例如：“lat:31.325152,lng:120.558957”逆地址解析的結果是“江蘇省蘇州市虎丘區塔園路318號」。

不過，需要說明的一點是，若想使用百度的這套API的前提是，有百度帳號併申請相應的Key。其實，除了百度之外，Google、ESRI、微軟的Bing等都有類似的地理編碼服務。不過這些服務大多沒有專門針對Python的函式庫並且彼此之間的Json結構也不一致。於是乎專治不服的Python大神做了一個專門的地理編碼工具geocoder，將這些不同廠商的服務整合統一起來。

地理編碼工具geocoder

首先看一下它都支援哪些公司的地理編碼服務:

安裝

pip install geocoder

為

import geocoder
g = geocoder.google("1403 Washington Ave, New Orleans, LA 70130")
g = geocoder.arcgis(u"北京市海淀区上地十街10号")
g.latlng

直接用Google嘗試查詢中文地址時失敗

[29.9287839, -90.08421849999999]

輸出為

g.geojson

用百度應該沒問題，不過我沒有申請相應的key。切換到arcgis，能夠成功編碼

{'bbox': [-90.0855674802915,
  29.9274349197085,
  -90.0828695197085,
  29.9301328802915],
 'geometry': {'coordinates': [-90.08421849999999, 29.9287839],
  'type': 'Point'},
 'properties': {'accuracy': u'ROOFTOP',
  'address': u'1403 Washington Ave, New Orleans, LA 70130, USA',
  'bbox': [-90.0855674802915,
   29.9274349197085,
   -90.0828695197085,
   29.9301328802915],
  'city': u'New Orleans',
  'confidence': 9,
  'country': u'US',
  'county': u'Orleans Parish',
  'encoding': 'utf-8',
  'housenumber': u'1403',
  'lat': 29.9287839,
  'lng': -90.08421849999999,
  'location': '1403 Washington Ave, New Orleans, LA 70130',
  'neighborhood': u'Garden District',
  'ok': True,
  'place': u'ChIJGyFHWc2lIIYRYSoneaXAUiw',
  'postal': u'70130',
  'provider': 'google',
  'quality': u'street_address',
  'state': u'LA',
  'status': 'OK',
  'status_code': 200,
  'street': u'Washington Ave'},
 'type': 'Feature'}

輸出為

g = geocoder.google(u"北京市海淀区上地十街10号")
g.ok

逆地理編碼

False

輸出為

g = geocoder.arcgis(u"北京市海淀区上地十街10号")
g.latlng

換成中國的地址

[40.050934, 116.30079]

g = geocoder.google([29.9287839, -90.08421849999999], method='reverse')

print g.address
print g.city
print g.state
print g.country

Google轉換成的是英文，但地址比較全。 arcgis雖然是中文，但是詳細的地址居然輸出為了None，這有個X用。

其他

geocoder 的功能不止於此，它還可以查IP（包括自己的）。

1403 Washington Ave, New Orleans, LA 70115, USA
New Orleans
LA
US

輸出為

g = geocoder.google([40.050934, 116.30079], method='reverse')
print g.address
print g.city
print g.state
print g.country

查詢一個城市的空間包圍盒

Bai Du Da Sha, Haidian Qu, Beijing Shi, China, 100193
Beijing
Beijing Shi
CN

輸出為

g = geocoder.arcgis([40.050934, 116.30079], method='reverse')
print g.address
print g.city
print g.state
print g.country

小結

空間資訊既可以利用行政區劃、自然地理區域等文字資訊描述，也可以用座標系統、數字（郵編等）來識別。利用地理編碼技術，可以將空間資訊的地理定位要素與對應的文字資訊關聯起來。本文主要介紹了geocoder地理編碼這一小工具，可以方便快捷的利用地圖等相關廠商提供的地理編碼服務，將文字描述的位置轉換成地圖上的經緯度，或者透過地圖上的某個位置座標獲得相應的位置資訊文字描述。