Python中通过API获取地理距离：请求限流与数据整合实践

import requests
import json
import pandas as pd
from contextlib import contextmanager
from time import sleep
import http.client # For HTTPStatus

def get_driving_distance(lat1, lon1, lat2, lon2):
    """
    通过OSRM API计算两点间的驾驶距离。

    参数:
    lat1 (float): 起点纬度
    lon1 (float): 起点经度
    lat2 (float): 终点纬度
    lon2 (float): 终点经度

    返回:
    float: 驾驶距离（英里），如果请求失败则返回None
    """
    try:
        # OSRM API的URL结构：/route/v1/car/{lon1},{lat1};{lon2},{lat2}
        url = f"http://router.project-osrm.org/route/v1/car/{lon1},{lat1};{lon2},{lat2}?overview=false"
        response = requests.get(url)

        # 检查HTTP响应状态码，如果不是2xx则抛出异常
        response.raise_for_status()

        data = json.loads(response.content)

        # 检查API响应中是否有路由信息
        if data.get("routes") and len(data["routes"]) > 0:
            driving_distance_meters = data["routes"][0]['distance']
            # 将米转换为英里 (1 英里 = 1609.34 米)
            driving_distance_miles = driving_distance_meters / 1609.34
            return driving_distance_miles
        else:
            print(f"API响应未包含有效路由信息: {data}")
            return None
    except requests.exceptions.RequestException as e:
        print(f"API请求失败: {e}")
        return None
    except json.JSONDecodeError as e:
        print(f"JSON解析失败: {e}")
        return None
    except KeyError as e:
        print(f"API响应结构异常，缺少键: {e}")
        return None

# 定义一个全局变量来跟踪API调用次数
api_calls = 0

@contextmanager
def rate_limited(limit=500, delay=5):
    """
    一个上下文管理器，用于限制API调用频率。
    当API调用次数达到指定限制时，暂停指定时间。

    参数:
    limit (int): 在暂停前允许的最大API调用次数。
    delay (int): 暂停的秒数。
    """
    global api_calls
    # 检查是否即将超过限制
    if api_calls + 1 >= limit:
        print(f"达到 {limit} 次API调用限制，暂停 {delay} 秒...")
        sleep(delay)
        # 暂停后，重置计数器（或减去已处理的批次）
        api_calls = 0 # 简单重置，也可以 api_calls -= limit

    api_calls += 1
    yield # 执行被包装的代码
    # 上下文退出时，无需额外操作

# 更新 get_driving_distance 函数以集成限流
def get_driving_distance_with_rate_limit(lat1, lon1, lat2, lon2):
    """
    通过OSRM API计算两点间的驾驶距离，并集成请求限流。
    """
    with rate_limited(): # 在这里应用限流
        return get_driving_distance(lat1, lon1, lat2, lon2)

# 示例数据
location_latitudes = [51.5074, 40.7128, 34.0522]
location_longitudes = [-0.1278, -74.0060, -118.2437]
station_latitudes = [51.5154, 40.7580, 34.0522]
station_longitudes = [-0.0920, -73.9855, -118.2437]

# 存储计算出的距离
driving_distances = []

# 遍历数据并计算距离
for i in range(len(location_latitudes)):
    lat1 = location_latitudes[i]
    lon1 = location_longitudes[i]
    lat2 = station_latitudes[i]
    lon2 = station_longitudes[i]

    distance = get_driving_distance_with_rate_limit(lat1, lon1, lat2, lon2)
    driving_distances.append(distance)

    # 打印进度（可选）
    print(f"处理第 {i+1} 对坐标: ({lat1},{lon1}) -> ({lat2},{lon2}), 距离: {distance:.2f} 英里")

# 创建DataFrame
data = {
    'Location_Lat': location_latitudes,
    'Location_Lon': location_longitudes,
    'Station_Lat': station_latitudes,
    'Station_Lon': station_longitudes,
    'Driving_Distance_Miles': driving_distances
}

df = pd.DataFrame(data)

print("\n最终生成的DataFrame:")
print(df)