用 Python 解析 GPS 轨迹数据

常见的 GPS 数据文件格式有 GPS、CVS、KML 等，这些数据格式本身并不复杂，基本都是对坐标点的集合，大部分 GPS 记录仪都支持多种格式的数据文件的导入和导出。但是有时还是需要做格式转换，比如 Google Earth 只支持 KML 格式导入。所以，我准备做一个 GPS 数据格式转换工具，使用 Python，做一个基于命令行的工具。

1. GPX #

GPX（GPS eXchange Format，GPS交换格式）是一个XML格式，它可以用来描述路点、轨迹、路程。这个格式是免费的，可以在不需要付任何许可费用的前提下使用。它的标签保存位置，海拔和时间。

在GPX中，一个没有顺序关系的点集合，叫路点。一个有顺序的点的集合叫轨迹或者路程。轨迹是一个人曾经走过的记录，路程是一个建议的下一步要走的地方。所以，一般来讲，轨迹里的点，包含时间信息，路程里的点，没有时间信息。

最小的一个GPX文件，仅仅包含一个经纬度坐标的点，其它的都是可选的。

GPX 1.1 : http://www.topografix.com/GPX/1/1/

2. CSV #

CSV （Comma-Separated Values，逗号分隔值） 文件格式并没有通用的标准，其文件以纯文本形式存储表格数据（数字和文本）。纯文本意味着该文件是一个字符序列，不含必须像二进制数字那样被解读的数据。CSV 文件由任意数目的记录组成，记录间以某种换行符分隔；每条记录由字段组成，字段间的分隔符是其它字符或字符串，最常见的是逗号或制表符。CSV 文件是纯文本文件，但是可以直接用 Office Excel 软件打开。

下图是一个 CSV 格式的 GPS 轨迹数据文件，每条记录有三个字段，分别表示经度、纬度、海拔。（注：北纬为正，南纬为负，东经为正，西经为负）

对 CSV 数据读写可以直接调用 Python 的 csv 模块 ：https://docs.python.org/2/library/csv.html

csv 模块定义了如下几个函数：

• csv.reader(csvfile, dialect=‘excel’, **fmtparams)

  改函数会遍历 csvfile 中的每一行，然后返回一个 reader 对象， csvfile 可以是任何支持 iterator 协议的对象，每次调用它的 next() 方法都会返回一个字符串。

3. KML #

KML 也是基于 XML 语法的标记语言，是 Google Earth 特有的格式，它不仅可以记录 GPS 轨迹，还可以标记很多地理数据，包括点、线、面、多边形、多面体等等。