擷取 Google 地圖圖資並輸出 CSV 格式

一、教學目標

1. 知識目標：了解 Google 地圖資料的來源（Google My Maps 與 Google Maps API）及其應用場景。
2. 技能目標：學會使用兩種方法（KML 轉換與 API 抓取）從 Google 地圖中提取資料並輸出為 CSV 格式。
3. 態度目標：培養學生對地圖資料處理的興趣，並理解程式化工具在資料分析中的實用性。

二、前置準備

適用對象

• 對象：高中生、大學生或對 Python 程式設計與地圖資料有興趣的初學者。
• 先備知識：基本的 Python 程式設計能力（檔案讀寫、套件安裝）。

所需軟硬體

1. 硬體：具備網路連線的電腦。
2. 軟體：
   • Python 3.x（建議安裝 Anaconda）。
   • 必要 Python 套件：pykml（或 xml.etree.ElementTree）、requests。
   • 文字編輯器（如 VS Code）。
3. 其他：
   • Google 帳號（用於 Google My Maps）。
   • Google Cloud 帳號（申請 API Key）。
   • 可選：範例 Google My Maps 地圖（如自訂餐廳地圖）。

教師準備

• 準備一個範例 Google My Maps 地圖（至少包含 5 個地點）。
• 預先測試程式碼並確認環境可運行。
• 提供安裝套件與申請 API Key 的簡易指南（PDF 或投影片）。

三、教學流程

時間分配：總計 90 分鐘

• 導入（10 分鐘）
• 方法 1 講解與實作（30 分鐘）
• 方法 2 講解與實作（40 分鐘）
• 總結與討論（10 分鐘）

1. 導入（10 分鐘）

活動：情境引導

• 教師提問：
  「假設你想收集台北市所有咖啡廳的位置資料，然後分析它們的分布，你會怎麼做？」
• 簡介 Google 地圖資料：
  • 說明 Google 地圖的資料來源（Google My Maps 與 Places API）。
  • 介紹 CSV 格式的用途（可用於 Excel、GIS 軟體等）。
• 目標導引：
  「今天我們會學習兩種方法，從 Google 地圖提取資料並轉成 CSV，幫助你處理地圖資料！」

2. 方法 1：從 Google My Maps 下載 KML 並轉換為 CSV（30 分鐘）

講解（10 分鐘）

• 介紹 KML 檔案：
  • KML 是什麼？（Keyhole Markup Language，一種地圖資料格式）。
  • 如何從 Google My Maps 取得 KML。
• 展示步驟：
  1. 開啟範例 Google My Maps。
  2. 點選「選單 > 下載 KML」，儲存為 map.kml。
  3. 簡介 Python 程式如何解析 KML（名稱、經緯度）。

實作活動（20 分鐘）

• 學生任務：
  1. 使用教師提供的範例地圖，下載 KML 檔案。
  2. 執行以下程式碼，將 KML 轉為 CSV：

import csv
import xml.etree.ElementTree as ET

# 讀取 KML 檔案
kml_file = "map.kml"
tree = ET.parse(kml_file)
root = tree.getroot()

# 定義 KML 命名空間
namespace = {"k": "http://www.opengis.net/kml/2.2"}

# 找出所有地點
places = root.findall(".//k:Placemark", namespace)

# 存儲資料
data = []
for place in places:
    name = place.find("k:name", namespace).text
    coordinates = place.find(".//k:coordinates", namespace).text.strip()
    lon, lat, _ = coordinates.split(",")
    data.append([name, lat, lon])

# 輸出 CSV
csv_filename = "google_map_data.csv"
with open(csv_filename, "w", newline="", encoding="utf-8") as f:
    writer = csv.writer(f)
    writer.writerow(["Name", "Latitude", "Longitude"])
    writer.writerows(data)

print(f"已成功將 KML 轉換為 CSV：{csv_filename}")

• 成果檢查：學生打開生成的 google_map_data.csv，確認資料正確。

3. 方法 2：使用 Google Maps Places API 抓取地點資料（40 分鐘）

講解（15 分鐘）

• 介紹 Places API：
  • 什麼是 API？（應用程式介面，可從 Google 伺服器提取資料）。
  • 如何申請 API Key（簡述 Google Cloud Console 流程）。
• 展示步驟：
  1. 設定搜尋條件（經緯度、半徑、類型）。
  2. 使用 Python 發送請求並解析回傳資料。
• 範例展示：以台北 101 附近餐廳為例，生成 CSV。

實作活動（25 分鐘）

• 學生任務：
  1. 使用教師提供的 API Key（或自行申請）。
  2. 修改以下程式碼，搜尋自己感興趣的地區與類型（如景點、商店）：

import requests
import csv

API_KEY = "你的API金鑰"
LOCATION = "25.0330,121.5654"  # 台北101
RADIUS = 5000  # 搜尋半徑
TYPE = "restaurant"  # 可改為其他類型

url = f"https://maps.googleapis.com/maps/api/place/nearbysearch/json?location={LOCATION}&radius={RADIUS}&type={TYPE}&key={API_KEY}"

response = requests.get(url)
data = response.json()

# 存成 CSV
csv_filename = "google_places.csv"
with open(csv_filename, "w", newline="", encoding="utf-8") as f:
    writer = csv.writer(f)
    writer.writerow(["Name", "Latitude", "Longitude", "Address"])
    for place in data["results"]:
        name = place["name"]
        lat = place["geometry"]["location"]["lat"]
        lon = place["geometry"]["location"]["lng"]
        address = place.get("vicinity", "N/A")
        writer.writerow([name, lat, lon, address])

print(f"已成功擷取地點資料並存為 CSV：{csv_filename}")

• 成果檢查：學生檢視生成的 google_places.csv，確認包含地點名稱與座標。

4. 總結與討論（10 分鐘）

• 教師總結：
  • 方法 1 適合已有地圖資料，簡單快速。
  • 方法 2 適合動態搜尋，功能強大但需 API。
• 學生討論：
  • 「你覺得哪種方法更適合你的需求？為什麼？」
  • 「這些資料可以用來做什麼？（如地圖視覺化、商業分析）」

四、評量方式

1. 實作成果（70%）：
   • 成功生成 google_map_data.csv（方法 1）。
   • 成功生成 google_places.csv（方法 2）。
2. 參與討論（30%）：
   • 在總結時提出想法或問題。

五、延伸應用

1. 進階挑戰：
   • 在方法 2 中，加入「評分」「評論數」等欄位（查詢 Places API 文件）。
   • 將 CSV 匯入 Google Sheets 或 QGIS，製作地圖視覺化。
2. 實務專案：
   • 收集某城市所有學校位置，分析教育資源分布。
   • 搜尋旅遊景點，規劃旅遊路線。

六、教學資源

• 參考連結：
  • Google My Maps
  • Google Places API 文件
• 附件：
  • 範例 KML 檔案。
  • Python 程式碼檔案。