基于 Leaflet Trackplayer 的高速公路轨迹 WebGIS 可视化实践

前言

在交通基础设施建设与数字化技术飞速发展的时代，如何更好地展示高速公路的运行轨迹，为交通管理、规划以及公众出行提供直观参考，成为了亟待解决的问题。将 WebGIS 技术与 Leaflet-Trackplayer 结合，为我们提供了一种创新且高效的解决方案。

WebGIS（Web 地理信息系统）基于互联网实现地理空间数据的存储、管理和展示，打破了传统 GIS 系统对硬件设备的依赖。它具备强大的地图显示和空间分析功能，能将复杂的地理数据以直观的图形界面呈现给用户。

一、相关背景

1、湖南首条免费高速 - 长永高速

1994 年 12 月 28 日，长永高速公路建成通车。这条高速全长 27 公里，连接黄花机场和长沙市区，彻底终结了湖南'无高速公路'的历史。长永高速即长沙—永安高速公路，西起长沙收费站，东止于浏阳市永安镇永安收费站。

长永高速公路收费期将于 2025 年 11 月 1 日到期。自 2025 年 11 月 2 日 0 时起，通行费按'0 元'计算。现有收费设施保留，车辆进出收费站依旧需要正常领卡，ETC 车辆同样需走 ETC 通道。

2、还有哪些快到 30 年的高速

除了长永高速外，以下这些高速的运营期也即将到 30 年：

序号	高速名称	起止地点	通车年限
1	长潭高速	长沙市长沙县和湘潭市岳塘区	29 年
2	长沙 - 益阳高速公路	长沙与益阳	27 年
3	益常高速	阳市资阳区与常德市武陵区	26 年
4	潭耒高速	湘潭市岳塘区和衡阳市耒阳市	25 年

3、leaflet-trackplayer 相关知识

Leaflet-Trackplayer 是一个基于 Leaflet 的轨迹回放插件，核心功能包括：

• 轨迹播放与暂停：支持轨迹的播放、暂停和继续。
• 动态速度调整：用户可实时调整轨迹播放速度。
• 进度条控制：拖动进度条跳转到特定位置。
• 地图跟随移动：视图自动跟随轨迹，确保始终在视野内。
• 轨迹方向旋转：标记会根据轨迹方向自动旋转。
• 自定义设置：支持自定义图标、颜色等。

二、基础数据准备

为了实现长永高速的通行道路展示，我们需要整理高速起始点、途径重要 AOI 和 POI 点和区间道路路线等空间信息。下面将使用天地图来进行综合构建。

1、高速起止点地理编码

为了模拟从长沙收费站到永安收费站，这里我们使用的道路起始点分别使用'长沙市马栏山财富广场'到'长沙永安收费站'。使用天地图的地理编码接口，得到的坐标不需要进行转换，可以直接叠加到天地图的底图上。

根据起止点获取对应的坐标点的实现方法如下：

@Test public void benzeneToLocation() { 
    String target = "长沙市马栏山财富广场"; 
    String keyWord = "%7B'keyWord':'" + target + "'%7D" ; 
    HttpResponse<String> resp = tdtOptService.getGeocoder(keyWord, TDT_SERVER_KEY); 
    System.out.println(resp.getBodyResult()); 
}

通过查询地理编码接口，得到我们模拟的起始点位置如下：

{"msg":"ok","location":{"score":71,"level":"区县及以上级行政区划","lon":"113.03667","lat":"28.23593","keyWord":"长沙市马栏山财富广场"},"searchVersion":"7.4.3V","status":"0"}
{"msg":"ok","location":{"score":100,"level":"兴趣点","lon":"113.285187","lat":"28.209144","keyWord":"长沙永安收费站"},"searchVersion":"7.4.3V","status":"0"}

2、途径重要 AOI 和 POI 信息

为了展示该高速公路经过的重要 AOI 和 POI 数据，我们使用百度地图获取其对应的 AOI 数据，一共 7 个兴趣面：

var jdsq = [ 
    {"name":"月湖公园","children":[{"lat":28.237564,"lon":113.033027}],"aoi":""}, 
    {"name":"长沙世界之窗","children":[{"lat":28.23595,"lon":113.046658}],"aoi":""}, 
    {"name":"金科公园","children":[{"lat":28.231451,"lon":113.064211}],"aoi":""}, 
    {"name":"香槟小镇","children":[{"lat":28.235061,"lon":113.078557}],"aoi":""}, 
    {"name":"星沙服务区","children":[{"lat":28.240166,"lon":113.117113}],"aoi":""}, 
    {"name":"鸽子湖公园","children":[{"lat":28.243757,"lon":113.162166}],"aoi":""}, 
    {"name":"长沙黄花国际机场","children":[{"lat":28.211995,"lon":113.223308}],"aoi":""} 
]; 

除了 AOI 之外，还可以增加一些辅助的 POI 信息，让整体效果更丰富：

// 途径 POI 信息 
var dataJson = [ 
    {lat:28.23457,lon:113.035247,p_name:"马栏山"}, 
    {lat:28.237538,lon:113.043587,p_name:"湖南广播电视局"}, 
    {lat:28.233681,lon:113.048907,p_name:"湖南省高速公路局"}, 
    {lat:28.234513,lon:113.059526,p_name:"长永佳苑"}, 
    {lat:28.233927,lon:113.073449,p_name:"长沙华夏医院"}, 
    {lat:28.234986,lon:113.087125,p_name:"东二路"}, 
    {lat:28.238332,lon:113.096006,p_name:"东家屋场"}, 
    {lat:28.237954,lon:113.10586,p_name:"东六路"}, 
    {lat:28.238218,lon:113.126946,p_name:"老屋冲"}, 
    {lat:28.239806,lon:113.139774,p_name:"闻家冲"}, 
    {lat:28.237878,lon:113.149621,p_name:"长沙绕城高速"}, 
    {lat:28.240846,lon:113.156057,p_name:"雷鸣城市绿地"}, 
    {lat:28.237973,lon:113.183152,p_name:"黄花镇人民政府"}, 
    {lat:28.223,lon:113.208016,p_name:"长沙工程职业技术学院"}, 
    {lat:28.211239,lon:113.253263,p_name:"瓢塘水库"}, 
    {lat:28.211353,lon:113.275357,p_name:"樟树坡"}, 
    {lat:28.210105,lon:113.286124,p_name:"金阳雅苑"} 
];

3、高速区间道路信息

常用高速区间路径规划，这里调用天地图的驾车接口来进行查询。调用天地图的驾车规划服务的核心方法如下：

@Test public void xml2JavaBean() { 
    String origInfo = "113.03667,28.23593";//长沙市马栏山财富广场 
    String destInfo = "113.285187,28.209144";//长沙永安收费站 
    // style 默认 0（0：最快路线，1：最短路线，2：避开高速，3：步行） 
    // 这里选择最短路线 
    String postStr = "%7B'orig':'" + origInfo + "','dest':'" + destInfo + "','style':'1'%7D" ; 
    HttpResponse<String> resp = tdtOptService.drivePlan(postStr,"search",TDT_SERVER_KEY); 
    try { 
        System.out.println(resp.getBodyResult()); 
        JAXBContext context = JAXBContext.newInstance(TdtResult.class); 
        Unmarshaller unmarshaller = context.createUnmarshaller(); 
        TdtResult result = (TdtResult) unmarshaller.unmarshal(new StringReader(resp.getBodyResult())); 
        System.out.println("距离：" + result.getDistance()); 
        System.out.println("时长：" + result.getDuration()); 
        System.out.println("起始点：" + result.getParameters().getOrig()); 
        Gson gson = new Gson(); 
        System.out.println("json 格式化如下："); 
        System.out.println(gson.toJson(result)); 
    } catch (JAXBException e) { 
        e.printStackTrace(); 
    } 
}

运行以上程序后，可以得到道路路线信息的坐标。有了以上三类信息之后，下面就可以使用 leaflet-trackplayer 组件来进行轨迹模拟。

三、leaflet-trackplayer 实战

Leaflet 是一个轻量级的开源 JavaScript 地图库，专注于移动设备和性能优化。Trackplayer 则是一个基于 Leaflet 的扩展插件，专门用于在地图上播放和展示轨迹数据。

1、行驶道路生成和设置

在 leaflet-trackplayer 组件中，为了实现道路的自动轨迹播放，需要设置行驶的轨迹道路。首先来看下如何将通过天地图获取的规划路线转为线坐标：

var routelatlonArray = new Array(); 
var routelatlonTarget = routelatlon.split(";"); 
for(var i=0;i < routelatlonTarget.length;i++){ 
    var routelatlonVal = routelatlonTarget[i]; 
    if("
 != routelatlonVal){ 
        var _tempVal = routelatlonVal.split(","); 
        routelatlonArray.push({lat:_tempVal[1],lng:_tempVal[0]}); 
    } 
} 
const path = routelatlonArray; 
map.fitBounds(path);

在得到了以上的道路坐标后，我们将道路路线坐标与 leaflet-trackplayer 组件进行绑定：

let track = new L.TrackPlayer(path, { 
    markerIcon: L.icon({ 
        iconSize: [27, 54], 
        iconUrl: "./lib/assets/bus_online.png", 
        iconAnchor: [13.5, 27], 
    }), 
    speed: 800, 
}); 
track.addTo(map);

这里注意一下行驶车辆的速度，为了能快速展示整条道路，这里设置车速为 800 公里/小时，此处为演示，实际情况车速不能这么快。

2、途径重要 AOI 和 POI

单独标注行驶途径重要的 AOI 的方法如下：

for(var i=0;i<jdsq.length;i++){ 
    for(var j = 0;j<jdsq[i].children.length;j++){ 
        var tempInfo = jdsq[i].children; 
        var marker = L.marker([tempInfo[j].lat, tempInfo[j].lon], { 
            icon: L.divIcon({ 
                iconSize: null, 
                className: '', 
                popupAnchor:[5,5], 
                shadowAnchor:[5,5], 
                html: buildHtml(jdsq[i].name) 
            }) 
        }).addTo(collisionLayer); 
    } 
    L.polygon([ convertStr2DataArrayTrans(jdsq[i].aoi) ],style).addTo(map); 
}

POI 的标注方法类似，采用 marker 直接标注的方式，在此不再赘述。

3、车辆车牌信息模拟跟随

与传统的只有模型独自在运动不同的是，这里我们不仅让模型车辆按照预定路线运动，同时我们也想让车辆展示车牌信息，并且车牌信息也跟着车辆一起运动。首先我们需要单独定义一个 marker，用于标注车牌信息，然后空间坐标可以使用起始点位置：

var carNo = "湘 A32MH6/张三"; 
var sourceMarker = L.marker([28.235638, 113.036629], { 
    icon: L.divIcon({ 
        iconSize: null, 
        className: '', 
        popupAnchor:[5,5], 
        shadowAnchor:[5,5], 
        html: "<div animation-spaceInDown><div>"+carNo +"</div></div>" 
    }) 
}).addTo(map);

要想实现在车辆在运动的时候，车牌也能跟随车辆运动，需要在 trackplayer 组件中监听变化数据，并将实时的经纬度坐标设置到 mark 上即可：

track.on("progress", (progress, { lng, lat },index) => { 
    control.carLatLng = `${lng},${lat}`; 
    console.log(sourceMarker); 
    // 更新标记位置 
    sourceMarker.setLatLng([lat, lng]); 
    control.progress = progress * 100; 
    control.status = "行驶中"; 
    console.log(`progress:${progress} - position:${lng},${lat} - trackIndex:${index}`) 
});

4、成果展示

最后是成果展示时间，我们来看一下具体的效果：

车辆从马栏山出发

车辆经过星沙服务区

途径长沙黄花机场

到达永安收费站

四、总结

本文详细介绍了湖南首条免费高速轨迹的 WebGIS 可视化呈现，围绕长永高速轨迹可视化，进行了基础数据准备处理，最后基于 leaflet-trackplayer 进行了代码功能研发，并成功实现免费高速的道路可视化。希望这个案例能为交通数据展示提供有益的技术参考。