2-parcours

mercredi 22 mai 2019
par  Florent Girod

Nous allons ajouter progressivement sur une carte un parcours avec divers éléments.

trace GPS

Les compteurs de vélo (type Garmin) ou montres de ce type enregistrent les coordonnées GPS.

Voici deux fichiers .gpx prêts à l’emploi, déjà convertis correctement avec une extension .csv :

Comma Separated Values - 538.4 ko
parcours1
Comma Separated Values - 693.5 ko
parcours2

Vous pouvez travailler à partir de vos propres données ; ci-dessous une aide pour le faire :

aide pour utiliser ses propres données

Une fois le compteur (ou la montre) connecté à l’ordinateur, on télécharge le fichier retraçant un parcours ; sur un compteur Garmin, le fichier est en .fit

On doit le convertir en .gpx

Ce site https://www.gpsies.com/convert.do?language=fr&client=summit le fait ; après s’être inscrit, on peut simplement faire la conversion en déposant le fichier .fit ; un fichier .gpx est rendu ; on l’enregistre ensuite avec l’extension .csv.

Petite manipulation à faire : il faut supprimer toutes les espaces (qui sont comptabilisées en python et qui poseront problème).

Pour cela, faire Ctrl H, puis taper une espace dans la partie ’rechercher’, rien dans la partie ’remplacer’ et demander à remplacer partout.

Une vidéo pour illustrer.

import

On va importer dans un programme Python un fichier .csv contenant de nombreuses informations, notamment les coordonnées GPS (latitude, longitude) de nombreux points, leur altitude et l’heure à laquelle on se trouvait à cet endroit.

En voici le code commenté :

##importation des bibliothèques
import os
import folium

##fonction permettant de stocker les données qui nous concernent dans des listes
def lire_fich(file):
   f = open(file, mode = "r")#ouverture du fichier en mode lecture ("r" pour read)
   lc, la, lt = [], [], [] #initalisation des listes lc (liste coordonnées) / la (liste altitudes) / lt (liste temps)
   for ligne in f:
       if ligne[:5] == "<trkp":#recherche des lignes contenant <trkp
           l = ligne.split('"')#on trie les données séparées par " par .split('"')
           lc.append( (float(l[1]), float(l[3])) )#on ne conserve que les valeurs voulues
       elif ligne[:3] == "<el":#recherche des lignes contenant <el
           l = ligne.split("ele")#on trie les données séparées par ele par .split('ele')
           la.append( float(l[1][1:-2]) )#on ne conserve que les valeurs voulues
       elif ligne[:3] == "<ti":#recherche des lignes contenant <ti
           l = ligne.split(":")#on trie les données séparées par : par .split(':')
           lt.append( int(l[0][-2:]+l[1]+l[2][:2]) )#on ne conserve que les valeurs voulues
   f.close()#on ferme le fichier
   return lc, la, lt #on retourne trois listes ; la première est une "liste de listes" car chaque valeur est un couple de coordonées.

##programme principal
data=lire_fich("tour3.csv")#on décode le fichier gps -> data est un tuple (~une liste) dont le premier terme est le couple de coordonnées, le second l'altitude et le troisième donne le temps
c= folium.Map(location=[data[0][0][0], data[0][0][1]],zoom_start=12)#intialisation de la carte aux premières coordonnées gps, avec un zoom de 12
L=len(data[0])#nombre de points dans le fichier

#des marqueurs pour le départ et l'arrivée (on y indiquera l'altitude)
folium.Marker(data[0][0], popup="DEPART altitude : "+str(data[1][0]), icon=folium.Icon(icon="bicycle", prefix="fa", color="green")).add_to(c)
folium.Marker(data[0][L-1], popup="ARRIVEE altitude : "+str(data[1][0]), icon=folium.Icon(icon="bicycle", prefix="fa", color="red")).add_to(c)


folium.PolyLine(data[0], color="red", weight=2.5, opacity=1).add_to(c)#on trace la route en une couleur voulue

c.save('monParcours3.html')#sauvegarde du fichier en extension .html

A faire : modifier quelques paramètres dans ce code (la couleur du parcours, la manière d’indiquer le départ et l’arrivée) et visualiser les effets en rafraîchissant la page (par F5).

profil

On peut à présent exploiter les données stockées dans data et chercher à produire un profil du parcours.

En effet, data[1] est une liste qui contient toutes les altitudes.

On pourra dans un premier temps représenter ces altitudes en supposant que la distance parcourue entre deux marqueurs est la même.

On obtient une courbe du type : PNG - 79.8 ko

réponse

###profil du parcours
import matplotlib.pyplot as plt
abscisse=[]
for i in range(L):
   abscisse.append(i)
plt.plot(abscisse, data[1])
plt.show()

kilométrage

On peut chercher à donner un cumulé du kilométrage qui serait indiqué par exemple sur chaque ’popup’

On utilise pour cela la fonction suivante (pas évidente du tout !!)

code de la fonction distance

###distance entre deux points
import math#pour utiliser la fonction racine carrée (sqrt)

def distance(origin, destination):#fonction donnant la distance entre deux points connaissant leurs coordonnées gps ; la variable "origin" est un couple de valeurs (long, lat) de même que la variable "destination"
   lat1, lon1 = origin
   lat2, lon2 = destination
   radius = 6371 # km

   dlat = math.radians(lat2-lat1)
   dlon = math.radians(lon2-lon1)
   a = math.sin(dlat/2) * math.sin(dlat/2) + math.cos(math.radians(lat1)) \
       * math.cos(math.radians(lat2)) * math.sin(dlon/2) * math.sin(dlon/2)
   c = 2 * math.atan2(math.sqrt(a), math.sqrt(1-a))
   d = radius * c

   return d#distance donnée en km

Ainsi, distance( data[0][0] , data[0][1]) donne la distance (en km) entre les deux premiers points relevés par le GPS.

A faire : stocker dans une liste d_entre les distances entres deux points GPS, puis dans une liste d_cum la distance parcourue depuis le départ.

réponse

##distance et distance cumulée
d_entre=[]
d=0
d_cum=[]

for i in range(L-1):
   d_entre.append(distance(data[0][i] , data[0][i+1]))
   d=d+distance(data[0][i] , data[0][i+1])
   d_cum.append(d)

des points sur le parcours

On peut également positionner des points le long du parcours qui indiqueront par exemple l’altitude du lieu.

Les points étant trop nombreux, on ne les placera pas tous.

Voici le code :

pas=100
for i in range(0, L, pas):#on positionne des marqueurs tous les ...pas... points
   folium.Circle([data[0][i][0], data[0][i][1]], radius=2, popup="point n°"+str(i)+" :  "+str(data[1][i])+" d'altitude").add_to(c)

A faire : modifier l’indication donnée par chaque point afin qu’elle renseigne sur (au choix) : la distance partielle parcourue, le dénivelé cumulé.

remarques

On peut à présent tracer le ’vrai profil’ du parcours, en construisant les points d’abscisse ’distance parcourue’ et d’ordonnée ’altitude’

réponse

##vrai profil
import matplotlib.pyplot as plt
d_cum.insert(0, 0)#on ajoute à la liste d_cum 0 en première position
plt.plot(d_cum, data[1])#pour rappel, data[1] est une liste contenant les altitudes des points
plt.show()

Détermination du dénivelé cumulé (positif et négatif)

réponse

##dénivelé cumulé
cum_pos=0
cum_neg=0

for i in range(L-1):
   delta=data[1][i+1]-data[1][i]
   if delta>0:
       cum_pos+=delta
   else:
       cum_neg-=delta

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