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介绍

专为设备上报的GPS点渲染轨迹而设计。优化GPS坐标轨迹。包括计算停留点、降噪、停留时间、行驶里程、速度等信息

高德地图效果

Google地图效果

插件使用前提

您的GPS点必须是连续上报的。即便停止也要持续定时上报。足够多且连续的坐标点是轨迹渲染出色的前提。插件只是用来辅助解决精度和停留点数据问题

核心功能介绍

  • 自动识别停留点
  • 密集停留点降噪
  • 异常GPS噪点识别降噪
  • 卡片式信息展示
  • 轨迹补偿（需要配置高德密钥。国外需要配置Google Map密钥）
  • 使用门槛低
  • 支持国际化
  • 高灵活性（提供多达20+个参数根据需要自由调整）
  • 参数自动优化策略。（根据不同轨迹自适应调整部分参数）
  • 根据轨迹自动计算中心点和Zoom缩放比
  • 高性能。（异步架构）
  • 轨迹采样（为了让不同长度的轨迹渲染时长一致）
  • 随速自适应轨迹颜色（根据相对速度的不同，一段轨迹的快慢由蓝色到红色24种颜色标注出来）
  • 适配uniapp

停留点计算原理

理论依据

连续的GPS点中，静止不动的一段或者多段这样的点序列。把这些点序列处理成一个点，也就是拿这些序列的第一个点即可。理论依据如下：从第二个点开始，每个点都和第一个点进行距离计算和比较。至少比较N个点。当百分之M的点距离在X内的话，就继续计算比对。直到后面Z个连续点超出X，那么第一个点到超出X的第一个点，也就是Z的第一个点之前的点认为是静止状态。则这个序列被认为是静止的GPS序列，取停止点的中心点即可。后面从继续从Z的第一个点循环做这件事儿。若点不足N个，则不做任何处理

stoppoint.png 在连续的GPS序列中，假设前半段静止，后半段运动。则后序所有点和第一个点进行距离计算后和时间的关系图如上。静止的点拟合后的结果一定是平行于X轴的，后半段的拟合在匀速的情况下，是一个0<角度<90度的线（变速运动的话时拟合的是曲线）

停留中心点计算

识别出停留点轨迹序列后，需要计算这些点的中心点，当作停留点。算法如下： centerpoint.png

轨迹补偿原理

smoothness.png 图中绿色的段落会被识别出来，调用地图服务进行补点

  • 1、统计相邻两点之间的距离，去掉最大值和最小值（如果有相同的最大/小值一并去掉），统计出平均值。
  • 2、若超出平均值一定倍数smoothnessAvgThreshold，则判定点距离过远，需要轨迹补偿
  • 3、轨迹补偿的方式：国内使用高德地图步行路线规划功能补点；国外使用Google道路吸附功能补点
  • 4、性能方面也不必担心。插件整体架构使用了异步的方式并发处理这些补偿点。网络（客户端）正常情况下此功能会带来5%～30%的性能损耗。但它依然很快。

自动优化

什么是自动优化

在开启自动优化autoOptimize=true后，插件会根据轨迹的实际情况自动调整停留点的识别精度。避免过于密集的停留点影响查阅轨迹的效果。最终精度大小取决于你的GPS坐标上报的频率和平均误差(偏移)。理论上GPS点约密集且误差在35米内，则自动优化不会触发。

自动优化原理

autoOptimize.png 图中圈圈表示为停留点范围。

  • 1、统计停留点之间互相进行比对。计算相距最近的停留点距离（红色部分）是否小于等于distanceThreshold(绿色部分)；
  • 2、若相距较近的点数量占总停留点数的比例超过20%，则扩大distanceThreshold参数和stationaryEndPoints参数重新进行评估计算；
  • 3、最大评估autoOptimizeMaxCount次；
  • 4、性能：评估过程不会进行多余的网路操作，仅带来极小的CPU计算开销

二次开发与测试

// TODO

插件使用

安装

npm install gpspathtransfigure

引用

import GpsPathTransfigure from "gpspathtransfigure"

配置

配置 类型 默认值 自动优化 备注
minComparisonPoints Number 10 最少比较的点数
distanceThresholdPercentage Number 70 距离阈值内的点的百分比
distanceThreshold Number 35 是 距离阈值，单位为米
stationaryEndPoints Number 10 是 判断静止状态结束的连续点数
autoOptimize Boolean true 是否开启参数自动优化
autoOptimizeMaxCount Number 10 自动优化调整次数上限
proximityStopThreshold Number 35 近距离停留点距离阈值。此值通常要大于等于distanceThreshold
proximityStopTimeInterval Number 60 近距离停留点时间间隔阈值。单位分钟
proximityStopMerge Boolean true 近距离停留点合并。建议默认开启
smoothness Boolean true 是否开启停留点前后点位的轨迹补偿。你必须配置对应的地图密钥。否则无效。开启此项会额外消耗移动端流量，并且轨迹渲染速度也会降低
smoothnessAvgThreshold Number 1.6 轨迹补偿距离倍数阈值。点之间的距离超过平均值的这个倍数后，才会被捕捉到进行轨迹补偿
smoothnessLimitAvgSpeed Number 20 开启轨迹补偿的最高平均速度。轨迹平均速度必须低于此值才会启用轨迹补偿.单位是km/h
aMapKey String 配置高德地图可以调用路线规划的Web服务密钥。轨迹补偿时使用
gMapKey String 配置google地图密钥。轨迹补偿时使用
defaultMapService String 默认地图服务。枚举值【amap】【gmap】。配置后将会强制使用相应的地图服务。不配置，则默认语言是zh时使用amap。其它语言都使用googleMap
format Boolean true 是否格式化数据内容。如里程、时间信息。若开启则根据locale配置输出对应国家语言的信息的内容
locale String zh 设置语言
timeformat String yyyy-MM-dd HH mm:ss 指定时间格式化方式
mapWidth Number 1024 地图容器的宽度。单位px。zoom计算时使用
mapHeight Number 768 地图容器的高度。单位px。zoom计算时使用
defaultZoom Number 16 默认地图缩放比。如果无法根据轨迹计算出缩放比，则使用此值
pathColorOptimize Boolean true 是否开启轨迹颜色美化
speedColors Array ["#3366FF", "#3369FF", "#336CFF", "#336FFF", "#3372FF", "#3375FF","#3399FF", "#33A3FF", "#33ADFF", "#33B7FF", "#33C1FF", "#33CCFF", "#66FF00", "#7FFF00", "#99FF00", "#B2FF00", "#CCFF00", "#E6FF00", "#FFCC00", "#FF9933", "#FF9966", "#FF6633", "#FF3300", "#FF0000"] 速度由慢到快的24级颜色代码
samplePointsNum Number 200 轨迹采样数。用于控制返回值samplePoints的长度。samplePoints用于渲染轨迹使用
useUniApp Boolean false 此处如果为true，则代表使用uniapp环境，一些网络请求会以uniapp的方式进行调用

使用案例(Vue3)

<script setup>
  import { onMounted } from "vue";
  import GpsPathTransfigure from "gpspathtransfigure"
......

onMounted(async ()=>{
    var gpsPoint =[
    ......
    {lon: 14.3908478, lat: 38.3038816, currentTime: '2024-06-27 01:43:36'},
    {lon: 114.3908478, lat: 38.3038816, currentTime: '2024-06-27 01:46:35'},
    {lon: 114.3906792, lat: 38.3037608, currentTime: '2024-06-27 01:47:50'},
    {lon: 114.3906634, lat: 38.3037528, currentTime: '2024-06-27 01:47:55'},
    ......
    ]

    GpsPathTransfigure.conf({
      locale:'zh',
      aMapKey:webApiKey,
      defaultMapService:'amap',
      openDebug:false,
      pathColorOptimize:true,
      samplePointsNum:300
    })

  const staticPoints = await GpsPathTransfigure.optimize(pathParam);
    const { finalPoints, stopPoints,trajectoryPoints, center, zoom ,segmentInfo,startPoint,endPoint,samplePoints} = staticPoints;

    ......
}
......
</script>

请注意，在使用此插件时需要异步引用。代码中直接使用finalPoints渲染轨迹即可。若想要渲染停留点标注效果，则渲染所有的stopPoints。渲染带颜色的轨迹请使用trajectoryPoints渲染。高德地图和Google地图的渲染案例请查阅Amap.vue/Gmap.vue源码

进度条使用方法

<template>
......
<ProgressChart :data="playPoints" :onMove="handleMove" :setPosition="playPosition" sliderImage="data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAADAAAAAwCAYAAABXAvmHAAAAAXNSR0IArs4c6QAAASBJREFUaEPtltENgkAQRO/q0H6oRNsQ29BK6EfrwGBi4gey9zIsCXH85bG3s7NyU8vOf3Xn/RcLOJ6HfhzLZXKy1nJ93Lp+yVXKRxsiOfDdzOegJRGUj5p/D60F+sUcTsM49+x572brUr6lt/8WQFeC8ukOTAfQPyXlIxHSCkXFt3huAVtMeekMO2AHxAnIK0Q/i5SP9EkC6MVE+ah5ZyEaziif7gBdCcqnC3AWahlxwEhfoRXOl0tYgDxCsYAdEAcovy47QLMN5SOFkgB6MVE+at5ZiGYbyqc7QFeC8ukCnIVaRuwstMKUMktI90BmY621LaB1Ulmc7ADNNpSPhEsC6MVE+ah5ZyGabSif7gBdCcqnC3AWahmxs9AKU8os8QK/SiBAyMIBIAAAAABJRU5ErkJggg==" />
......
</template>
<script setup>
import ProgressChart from 'gpspathtransfigure/src/component/ProgressChart.vue';

  //用于可播放的轨迹点
  let playPoints = []
  //播放位置。这里是轨迹点的下标。修改后可反响控制进度条进度
  let playPosition = ref(0)

  /**
   * 拖动进度条时的回调。
   * @param {*} index 轨迹下标
   */
  const handleMove = (index) => {
  //在这里处理回调。index是轨迹数据下标
  };

</script>

项目中Amap.vue有完整的使用案例

返回值说明

返回值 含义
finalPoints 轨迹。格式[{lon: xx, lat: xx, currentTime: xx}]，若坐标点中出现type: 'add'则代表此点是噪点轨迹补偿处理时的补点
stopPoints 停留点。格式[{lon: xx, lat: xx, currentTime: xx}]
trajectoryPoints 颜色渲染后的轨迹信息
center 中心点。格式{lon: xx, lat: xx, currentTime: xx}
zoom 缩放比
segmentInfo 分段信息
startPoint 开始点
endPoint 结束点
samplePoints 轨迹抽样数据（固定数量）
avgSpeed 平均速度(去掉最小值和最大值)
totalMileage 总里程

问题交流反馈或issues

QQ：914245697