利用应用程序接口获取数据

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：应用程序接口是指一些预先定义的函数，或指软件系统不同组成部分衔接的约定，为开发人员提供访问应用程序一组例程的功能。图2.2调用API的基本流程百度地图、高德地图和天地图为用户提供了API接口来获取所需POI数据。三者API获取思路类似，这里以百度地图为例说明如何利用API来获取POI数据并存入Excel。然后，调用API获取数据。

应用程序接口(API)是指一些预先定义的函数，或指软件系统不同组成部分衔接的约定，为开发人员提供访问应用程序一组例程的功能(任德凌等，2001)。API使开发人员更容易创建复杂功能，而又无需访问源码或理解内部工作机制的细节。Web API是指互联网产品对外提供的服务接口，Web API为用户和开发者提供了存储服务、消息服务、计算服务等多种类型的服务(张志等，2018)。调用Web API服务时，首先必须保持网络连接正常，TCP/IP服务正常，然后访问API服务资源的URL，根据需求向服务器发送HTTP请求，进而对服务器资源进行操作。

Web API主要包括基于简单对象访问协议(SOAP)的Web Service和REST API。基于SOPA的Web Service相对较老，现在主流的Web服务以基于超文本传输协议(HTTP)的REST API为主。

HTTP是一种基于TCP/IP协议的应用层协议，用来在浏览器和Web服务器之间传输信息。HTTP协议一般是事务型协议，即一个请求对应一个响应，请求是由客户端发起HTTP请求给服务端的，服务端返回一个HTTP响应，通常称之为一次HTTP的事务(钱宏武，2008)。

表现层状态转化(REST)指一种Web架构原则。表现层是指将存储信息的实体资源具体呈现出来的多种形式(Fielding T R，2000)。例如，用txt格式表现文本信息，也可用xml格式、json格式表现。在REST架构中，URI只代表资源的实体，不代表它的形式(程小飞，2010)。它的具体表现形式应该在HTTP请求的头信息中用Accept和Content－Type字段指定。由于HTTP协议是一个无状态协议，因此所有数据的状态都保存在服务器端，如果客户端想要操作服务器，必须通过HTTP协议让服务器端发生状态转化。这种转化是建立在表现层之上的，因此就是表现层状态转化(李琦等，2016)。在HTTP协议里面，存在四个表示操作方式的动词:GET、POST、PUT、DELETE(姚明海等，2015)，分别对应四种基本操作:GET用来获取资源，POST用来新建资源，PUT用来更新资源，DELETE用来删除资源。总的来说，REST架构就是从资源的角度来观察整个网络，由URI确定分布在各处的资源，而客户端的应用通过URI来获取资源的表征，通过客户端的表现层来处理服务器端的资源。

如今的Web计算平台包含了广泛的功能，其中大部分均可以通过API访问。除了百度地图、高德地图、天地图提供的API外，政府部门也提供了数据共享平台，利用政府部门提供的API可以获取地理空间数据和属性数据。例如，深圳市政府数据开放平台，该开放平台由深圳市政务服务数据管理局主办，深圳市大数据资源管理中心负责建设运维，市、区各相关部门负责数据资源的提供、更新及维护，开放平台提供了大量的数据集和API，集成了各行各业的数据资源供研究人员使用。

利用平台提供的API能够很方便地获取数据，调用API的基本流程如图2.2所示，首先注册数据开放平台账号，并申请应用密钥，然后根据需求构建URL结构，解析URL返回的结果，提取出所需要的信息。

本节以兴趣点(POI)数据获取为例，介绍API获取数据的流程。兴趣点是一种专用的地理实体，比如房屋地点、餐厅、停车位、旅游景点等，既可以是永久性的，如文物古迹，也可以是临时性的，如商店、餐馆等。兴趣点是支持基于位置的应用程序的大多数数据的基础，通过在在线地图上演示空间信息，为基于位置的移动应用程序的用户提供空间信息服务(周春辉等，2009)。

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图2.2　调用API的基本流程

百度地图、高德地图和天地图为用户提供了API接口来获取所需POI数据。三者API获取思路类似，这里以百度地图为例说明如何利用API来获取POI数据并存入Excel。

首先，申请服务密钥(ak)码。开发者进入百度地图开发者平台按照指示申请账号，在控制台创建浏览器端应用，选择需要的服务内容，创建成功后即可获取本应用的服务密钥(ak)码。

其次，确定需要采集数据的空间范围。获取方式分为三种:按照行政区获取POI、在圆形区域内获取POI、在方形区域内获取POI。三者接口的请求参数不同，但是返回参数是一致的。

然后，调用API获取数据。调用API请求通用格式如下:http://api.map.baidu.com/place/v2/search?query＝?＆region＝?＆ak＝?。

根据上述的API请求通用格式，依据自身需求进行自定义构建，例如:url＝"http://api.map.baidu.com/place/v2/search?ak＝"＋str(ak[0])＋"＆output＝json＆query＝"＋str(query[0])＋"＆page＿num＝"＋str(page＿num)＋"＆bounds＝"＋str(bound[0])，表示应用检索第一方形区域内的第一类POI数据并以json格式返回数据，进行URL编码获得的json数据，对列表进行循环读取，提取出需要的信息。

最后，将获取结果写入Excel中。以武汉市中心城区为例，获取的医院POI分布如图2.3所示。

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图2.3　医院兴趣点(POI)分布

如果采用高德地图或者天地图API，原理上是类似的，不同点在于构建URL时接口参数会有一些不同，具体设置请查阅官方文档，根据官方文档和示例来设置接口参数，构建合理的URL即可，在此不再赘述。

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