用python将GPS轨迹与地图数据进行地图匹配

Question

手上有10天的gps的数据，想要把它匹配到某个市的shp路网上，进行一个交通特征的分析。但是在将gps数据和路网数据的坐标进行一致性的调整后，再用geopandas中的sjoin函数进行空间连接，发现gps点和路都无法匹配。这是什么原因，用什么方法可以进行正确的地图匹配呢。我一般是用python进行工作！谢谢！

Answer 1

该回答通过自己思路及引用到GPTᴼᴾᴱᴺᴬᴵ搜索,得到内容具体如下：
这个问题可能是由于GPS数据和地图数据的坐标系不一致导致的。在将GPS数据和路网数据进行空间连接之前，需要确保它们具有相同的坐标系。你可以使用pyproj库来进行坐标系的转换。

首先，你需要安装pyproj库：

pip install pyproj

然后，你可以使用以下代码将GPS数据和地图数据转换为相同的坐标系（例如WGS84）：

import pyproj
from shapely.geometry import Point, LineString

# 定义两个坐标系
wgs84 = pyproj.CRS("EPSG:4326")
your_crs = pyproj.CRS("EPSG:你的坐标系代码")

# 创建一个从你的坐标系到WGS84的转换器
transformer = pyproj.Transformer.from_crs(your_crs, wgs84, always_xy=True)

# 转换GPS数据和地图数据
def transform_coordinates(coordinates):
    return [transformer.transform(*coord) for coord in coordinates]

# 示例：将GPS数据和地图数据转换为WGS84坐标系
gps_data = [(121.4737, 31.2304), (121.4750, 31.2317)]
map_data = [(121.4737, 31.2304), (121.4750, 31.2317)]

gps_data_wgs84 = transform_coordinates(gps_data)
map_data_wgs84 = transform_coordinates(map_data)

print("GPS数据（WGS84坐标系）：", gps_data_wgs84)
print("地图数据（WGS84坐标系）：", map_data_wgs84)

接下来，你可以使用geopandas中的sjoin函数进行空间连接：

import geopandas as gpd

# 读取地图数据
map_gdf = gpd.read_file("你的地图数据文件路径")

# 创建GPS数据点和地图数据线段的GeoDataFrame
gps_points = gpd.GeoDataFrame(geometry=[Point(coord) for coord in gps_data_wgs84])
map_lines = gpd.GeoDataFrame(geometry=[LineString(coords) for coords in map_data_wgs84])

# 空间连接
result = gpd.sjoin(gps_points, map_lines, op="within")

print("匹配结果：")
print(result)

这样，你就可以得到GPS数据和地图数据之间的匹配结果。注意，你可能需要根据你的实际情况调整坐标系代码和地图数据文件路径。

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