はじめてのOSMnx　~最短経路探索を添えて~

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Python OpenStreetMap OSMnx Python テキストリンク

OSMnxに関する日本語の記事があまりなく，英語弱者の自分には情報収集が大変すぎました...
そこで他の英語弱者の役に立てばいいなと書きました．
なので英語弱者による，英語弱者のための，OSMnx入門記事となります．

１．OSMnxについて

OSMnxとはなんぞや？と思う人も多いと思うので，初めに少し説明をしておきます．
まずOpenStreetを知っていますか？

OpenStreetMapとは

wikipediaの地図版だと思って下さい．
誰でも書けて，誰でも使える地図，それがOpenStreetMapです．
この地図には，地名や道路などの情報が書き込まれています．

そしてその情報を使うため開発されたのがOSMnxです．

OSMnxとは

OpenStreetMapの地図のデータを使うためのPythonのパッケージです．
地図データを取得したり，分析したり，視覚化したりすることができます．

２．OSMnxをインストールする手順

開発者様が書いたインストール方法で簡単にできたので，それを載せときます．

STEP1

まず初めにAnacondaを入れましょう．Anacondaの入れ方は他サイトを参照して下さい．

pipコマンドでやる方法も色んなサイトで示されていますが，Geopandasとかインストールする際にエラーがでて詰まりやすいです(体験談)

STEP2

Anacondaを入れたら，この２つのコマンドを打つだけです．
conda config --prepend channels conda-forge
conda create -n ox --strict-channel-priority osmnx

これでもうAnacondaの仮想環境ox上でOSMnxを使える状態となります．

OSMnxを使うときは，Anaconda Promptを開いた時
activate ox
とコマンドを打って仮想環境oxに切り替えて下さい．

３．OSMnxによる最短経路探索

OSMnxのインストール方法だけだとあまりに味気なかったんで，最短経路探索を添えておきます．

今回は東京スカイツリーを中心として道路ネットワークを取得します．
OpenStreetMapで見ると東京スカイツリー周辺の道路はこのような感じです．

そしてOSMnxで，道路ネットワークを取得し表示した画像です．

重ねると一致していることがよくわかると思います．

この道路ネットワークの種類と取得方法を詳しく見ていきましょう．

道路ネットワークの種類

道路といっても歩行者用もあれば車用もありますよね？
なので色んな種類の道路ネットワークが取得できます．

  • 'drive' - 車が通れる公道
  • 'drive_service' - 車が通れる公道＋サービス道路を含む？(ここの訳が不明です)
  • 'walk' - 歩道
  • 'bike' - 自転車が通れる道路
  • 'all' - 私道でない全ての道路
  • 'all_private' - 私道も含む全ての道路

今回は'drive'の道路ネットワークを取得しています．

道路ネットワークの取得方法

道路ネットワークの取得する時に

  • 緯度と経度
  • 地名
  • 住所

などのいづれかを指定します．

今回は緯度と経度を指定し，道路ネットワークを取得しています．

緯度と経度による取得

緯度と経度から道路ネットワークを取得する関数はこれです．
ox.graph_from_point(center_point, dist=300, network_type='drive')

  • center_point - 緯度，経度の入ったタプル
  • dist -　指定した所から何メートル以内のデータを取るか
  • network_type - どの種類の道路ネットワークを取るか

他にも引数はありますが，省略

最短経路探索

ここまでで道路ネットワークの取得方法見てきました．
道路ネットワークを取得しさえすれば，最短経路探索はこの関数で簡単に計算できます．
ox.shortest_path(G, orig, dest, weight='length')

  • G - 入力のグラフ
  • orig - スタートのノード
  • dest - 目標のノード
  • weight - 最短経路を求めるときは'length'を入れる

全体のコードは以下のようになります．

shortestPath.py
import osmnx as ox

# 東京スカイツリーの緯度，経度
location_point = (35.7100069, 139.8108103)
# 東京スカイツリーを中心に300m以内の車道のグラフ
G = ox.graph_from_point(location_point, dist=300, network_type='drive')

# 取得した道路ネットワークを表示
ox.plot_graph(G, node_color='r')

# ノードのorigからdestまでの最短ルートを計算
orig = list(G)[0]
dest = list(G)[1]
route = ox.shortest_path(G, orig, dest, weight='length')
#最短ルートを表示
ox.plot_graph_route(G, route, route_color='y', route_linewidth=6, node_size=0)

これを実行すると，このようなノードからノードまでの最短経路のグラフが出力されます．
ノードは今回適当に0個目と1個目を選んでいます．

最短経路っぽいルートがきちんと出力されるのが確認できました．

参考資料

開発者様が書いたインストール方法
OpenStreetMap
開発者様のGithub
・サンプルプログラムが沢山上げられてます
OSMnxのモジュールの説明