Valhalla实现 使用Docker部署利用OSM(Mapbox)地图实现路径规划详细步骤

一. Valhalla基本概念

1. 背景介绍：

官网介绍文档：https://valhalla.github.io/valhalla/

Valhalla是一个开源的路由引擎，能够实现实时路径规划，处理大量请求返回最优路径。
基于 OSM 数据，结合灵活的多模式交通方式、启发式算法和自定义的费用模型，为用户提供高效的路径规划服务。
OSM地图可以参考博文：OpenStreetMap开放街道地图(OSM)介绍

导航道路计算功能是由 Mapzen 开发的，特别是该公司团队中的工程师们专门为开源项目 Valhalla 构建了这一部分功能。在 Mapzen 于 2018 年关闭后，Mapbox 开始接管了 Valhalla 项目，Valhalla 作为一个开源项目，仍然接受社区的贡献和开发。Mapbox 的 Directions API 底层使用的就是 Valhalla。

Mapbox详细介绍可以参考 mapbox详细介绍

2. 路径规划：

Valhalla 支持多种交通方式的路径规划，包括：步行（walking）、自行车（bicycling）、驾车（driving）、公共交通（transit）。能够整合实时交通信息，调整路径规划结果以避开拥堵路段，从而提供更加动态的路线选择。

Valhalla 将 OSM 数据分割成小块（称为 tiles），然后构建路网图。这些 tiles 包含了路网拓扑结构以及其他与路径规划相关的信息，比如道路类型、限速、交通流向等。

3. 路由算法：

路由算法基于 Dijkstra 算法 和 A 启发式搜索算法* 的变种来计算最短路径，A* 算法结合了距离和启发函数（通常是目的地的直线距离）来更高效地找到从起点到终点的最优路径。

二. 本文功能点以及效果图

1. 使用Docker部署Valhalla服务，进行调用

2. 运行可视化Demos，展示路径规划效果

3.QGIS中安装Valhalla插件

在QGIS中能够搜索到Valhalla插件，进行使用，主要包括以下两个步骤：

3.1 安装Valhalla插件

3.2 使用路径规划

三. 部署展示路径规划详细步骤

1.准备服务器和数据

1.1 服务器

准备ubuntu机器

1.2 下载OSM数据

https://download.geofabrik.de/asia/japan.html
本例采用的Example为:
kansai-latest.osm.pbf (日本关西数据)

2. 安装部署

2.1 安装docker

在 Ubuntu 上安装 Docker大致步骤如下：

sudo apt-get update
sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl software-properties-common
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg
echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-ce
sudo systemctl start docker

2.2 安装Valhalla环境，配置、启动服务

cd xxx/ （kansai-latest.osm.pbf所在目录）
docker pull ghcr.io/valhalla/valhalla:latest
docker run -it -v `pwd`:/work -p 8002:8002 ghcr.io/valhalla/valhalla:latest
ls -l /work
cd /work/
mkdir valhalla_tiles
valhalla_build_config --mjolnir-tile-dir ${PWD}/valhalla_tiles --mjolnir-tile-extract ${PWD}/valhalla_tiles.tar --mjolnir-timezone ${PWD}/valhalla_tiles/timezones.sqlite --mjolnir-admin ${PWD}/valhalla_tiles/admins.sqlite > valhalla.json
valhalla_build_tiles -c valhalla.json kansai-latest.osm.pbf （需要30分钟左右）
du -d1 -h ./valhalla_tiles/
find valhalla_tiles | sort -n | tar cf valhalla_tiles.tar --no-recursion -T -
ls -l valhalla_tiles.tar
export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/usr/local/lib/
valhalla_service valhalla.json 1

2.3 效果展示

上述即完成了部署工作，可以调用对应接口进行返回路径规划信息。

Request:

$ curl http://xxx:8002/route --data ‘{“locations”:[{“lat”:34.98597,“lon”:135.75795},{“lat”:35.00373,“lon”:135.76928}],“costing”:“auto”,“directions_options”:{“units”:“kilometers”}, “language”: “ja-JP”}’ | jq ‘.’

Response

3.valhalla demo程序

以上主要是将valhalla部署在服务器上并且调用接口查看效果，如果想要通过查看可视化直观展示效果，可以使用下列demo进行运行展示。

3.1 Git地址

https://github.com/valhalla/demos

3.2 代码修改、运行

（1）demos\routing\index-internal.html文件中替换localhost为 部署ubuntu机器IP
（2）运行demos\routing\index-internal.html文件

3.3 运行效果

选择两个坐标点即可显示对应路径规划信息，并且返回对应路径规划数据。

四.总结

Valhalla是一个开源的路由引擎。本文主要对Valhalla进行了简单介绍，然后详细介绍了使用Docker容器中部署Valhalla服务，调用和具体展示的Demo，以及在QGIS中使用valhalla插件路径规划示例。对于有路径规划导航相关需求的开发人员，Valhalla是一个很不错的选择。