Python?shapely庫(kù)的具體使用
基本類型
基本幾何類型包括: 點(diǎn)(Point), 線(LineString), 線環(huán)(LinearRing), 多邊形(Polygon)
所有的基本幾何對(duì)象均存在以下屬性:
- 長(zhǎng)度 x.length
- 面積 x.area
- 邊界框 x.bounds 返回 (x_min, y_min, x_max, y_max)
- 坐標(biāo)值 x.coords 返回可迭代對(duì)象(支持索引與切片), 元素為坐標(biāo)元組 (x, y)
Point
Point 代表幾何上的一個(gè)點(diǎn)
from shapely.geometry import Point
point_1 = Point(1, 1)
# 傳遞的參數(shù)為坐標(biāo)元組
point_2 = Point((2, 2))
print(point_1, point_2)
# 具體坐標(biāo)
print('x =', point_1.x, 'y =', point_1.y)
# 長(zhǎng)度面積
print('length =', point_1.length, 'area =', point_1.area)
# 邊界框
print('bounds of point:', point_1.bounds)
# 坐標(biāo)值
print('coords of point:', list(point_1.coords))在幾何對(duì)象的創(chuàng)建中, 一個(gè)坐標(biāo)元組 (x, y[, z]) 代表一個(gè)點(diǎn), 多個(gè)點(diǎn)的組合嵌套可以創(chuàng)建更復(fù)雜的幾何對(duì)象
打印結(jié)果如下:
POINT (1 1) POINT (2 2)
x = 1.0 y = 1.0
length = 0.0 area = 0.0
bounds of point: (1.0, 1.0, 1.0, 1.0)
coords of point: [(1.0, 1.0)]
計(jì)算兩個(gè)點(diǎn)的歐式距離:
# 1.4142135623730951 point_1.distance(point_2)
可以擴(kuò)展為計(jì)算任意兩個(gè)幾何對(duì)象的最短距離
LineString
LineString 由多個(gè)點(diǎn)依次連接而成
from shapely.geometry import LineString, Point
line_1 = LineString([(0, 0), (0, 1), (1, 1)])
line_2 = LineString([Point(0, 0), Point(0, 1), Point(1, 1)])
print(line_1)
print(line_2)
# 長(zhǎng)度面積
print('length =', line_1.length, 'area =', line_1.area)
# 邊界框
print('bounds:', line_1.bounds)
# 坐標(biāo)值-切片
print('coords:', line_1.coords[:])打印結(jié)果如下:
LINESTRING (0 0, 0 1, 1 1)
LINESTRING (0 0, 0 1, 1 1)
length = 2.0 area = 0.0
bounds: (0.0, 0.0, 1.0, 1.0)
coords: [(0.0, 0.0), (0.0, 1.0), (1.0, 1.0)]
LinearRing
LinearRing 是一個(gè)封閉的 LineString, 起始點(diǎn)與終止點(diǎn)的坐標(biāo)相同, 創(chuàng)建方法與 LineString 一致
from shapely.geometry import LinearRing, Point
ring_1 = LinearRing([(0, 0), (0, 1), (1, 1), (1, 0), (0, 0)])
# 起始點(diǎn)與終止點(diǎn)沒(méi)有顯式封閉
ring_2 = LinearRing([Point(0, 0), Point(0, 1), Point(1, 1), Point(1, 0)])
print(ring_1)
print(ring_2)
# 長(zhǎng)度面積
print('length =', ring_2.length, 'area =', ring_2.area)
# 邊界框
print('bounds:', ring_2.bounds)
# 坐標(biāo)值
print('coords:', ring_2.coords[:])在創(chuàng)建 LinearRing 時(shí), 如果坐標(biāo)點(diǎn)沒(méi)有封閉, shapely 自動(dòng)連接第一個(gè)點(diǎn)和最后一個(gè)點(diǎn)
打印結(jié)果如下:
LINEARRING (0 0, 0 1, 1 1, 1 0, 0 0)
LINEARRING (0 0, 0 1, 1 1, 1 0, 0 0)
length = 4.0 area = 0.0
bounds: (0.0, 0.0, 1.0, 1.0)
coords: [(0.0, 0.0), (0.0, 1.0), (1.0, 1.0), (1.0, 0.0), (0.0, 0.0)]
Polygon
Polygon 相當(dāng)于 LinearRing 所圍的內(nèi)容, Polygon 的邊界(外環(huán)和內(nèi)環(huán))均為 LinearRing 類型不帶"洞"的多邊形
from shapely.geometry import LinearRing, Point, Polygon
# 1. 坐標(biāo)元組
polygon_1 = Polygon([(0, 0), (0, 1), (1, 1), (1, 0), (0, 0)])
# 2. Point
# 起始點(diǎn)與終止點(diǎn)沒(méi)有顯式封閉
polygon_2 = Polygon([Point(0, 0), Point(0, 1), Point(1, 1), Point(1, 0)])
# 3. LinearRing
polygon_3 = Polygon(LinearRing([(0, 0), (0, 1), (1, 1), (1, 0)]))
print("1.", polygon_1)
print("2.", polygon_2)
print("3.", polygon_3)
# 長(zhǎng)度面積
print('length =', polygon_1.length, 'area =', polygon_1.area)
# 邊界框
print('bounds:', polygon_1.bounds)
# 外環(huán)
print('exterior:', polygon_1.exterior)
# 外環(huán)的坐標(biāo)值
print('coords of exterior:', polygon_1.exterior.coords[:])
# 所有內(nèi)環(huán)
# 多邊形沒(méi)有"洞"時(shí), 沒(méi)有內(nèi)環(huán)
print('interiors:', polygon_1.interiors[:])打印結(jié)果如下:
1. POLYGON ((0 0, 0 1, 1 1, 1 0, 0 0))
2. POLYGON ((0 0, 0 1, 1 1, 1 0, 0 0))
3. POLYGON ((0 0, 0 1, 1 1, 1 0, 0 0))
length = 4.0 area = 1.0
bounds: (0.0, 0.0, 1.0, 1.0)
exterior: LINEARRING (0 0, 0 1, 1 1, 1 0, 0 0)
coords of exterior: [(0.0, 0.0), (0.0, 1.0), (1.0, 1.0), (1.0, 0.0), (0.0, 0.0)]
interiors: []
帶"洞"的多邊形
- 長(zhǎng)度: 外環(huán)和所有內(nèi)環(huán)長(zhǎng)度之和
- 面積: 外環(huán)面積減去所有內(nèi)環(huán)的面積
- 內(nèi)環(huán): x.interiors 是一個(gè)迭代器(支持索引與切片), 其元素為內(nèi)環(huán)
from shapely.geometry import Polygon
ex = [(0, 0), (0, 3), (3, 3), (3, 0), (0, 0)]
hole = [(1, 1), (1, 2), (2, 2), (2, 1)]
polygon = Polygon(ex, holes=[hole])
# 長(zhǎng)度面積
print('length =', polygon.length, 'area =', polygon.area)
# 邊界框
print('bounds:', polygon.bounds)
# 外環(huán)
print('exterior:', polygon.exterior)
# 外環(huán)的坐標(biāo)值
print('coords of exterior:', polygon.exterior.coords[:])
# 所有內(nèi)環(huán)
print('interiors:', list(polygon.interiors))
# 第一個(gè)內(nèi)環(huán)
print('first interior:', polygon.interiors[0])
# 第一個(gè)內(nèi)環(huán)的坐標(biāo)
print('coords of first interior:', polygon.interiors[0].coords[:])打印結(jié)果如下:
length = 16.0 area = 8.0
bounds: (0.0, 0.0, 3.0, 3.0)
exterior: LINEARRING (0 0, 0 3, 3 3, 3 0, 0 0)
coords of exterior: [(0.0, 0.0), (0.0, 3.0), (3.0, 3.0), (3.0, 0.0), (0.0, 0.0)]
interiors: [<shapely.geometry.polygon.LinearRing object at 0x7fdf46c4d7c0>]
first interior: LINEARRING (1 1, 1 2, 2 2, 2 1, 1 1)
coords of first interior: [(1.0, 1.0), (1.0, 2.0), (2.0, 2.0), (2.0, 1.0), (1.0, 1.0)]
集合類型
Point, LineString, Polygon 對(duì)應(yīng)的集合類型分別為 MultiPoint, MultiLineString, MultiPolygon
在創(chuàng)建時(shí), 既可以使用坐標(biāo)元組作為參數(shù), 也可以使用對(duì)應(yīng)的基本幾何對(duì)象作為參數(shù)
from shapely.geometry import ( ? ? LineString, ? ? MultiLineString, ? ? MultiPoint, ? ? MultiPolygon, ? ? Point, ? ? Polygon ) # 坐標(biāo)元組參數(shù) mul_point_1 = MultiPoint([(1, 1), (2, 2)]) # 幾何對(duì)象參數(shù) mul_point_2 = MultiPoint([Point(1, 1), Point(2, 2)]) # 混合參數(shù) mul_point_3 = MultiPoint([(1, 1), Point(2, 2)]) line_1 = LineString([(0, 0), (0, 1)]) line_2 = LineString([Point(1, 0), Point(1, 1)]) multi_line_1 = MultiLineString([[(0, 0), (0, 1)], [(1, 0), (1, 1)]]) multi_line_2 = MultiLineString([line_1, line_2]) polygon_1 = Polygon([(0, 0), (0, 1), (1, 1), (1, 0), (0, 0)]) polygon_2 = Polygon([Point(1, 1), Point(1, 2), Point(2, 2), Point(2, 1)]) # None 表示 holes=None multi_polygon_1 = MultiPolygon([ ? ? ([(0, 0), (0, 1), (1, 1), (1, 0), (0, 0)], None), ? ? ([(1, 1), (1, 2), (2, 2), (2, 1), (1, 1)], None) ]) multi_polygon_2 = MultiPolygon([polygon_1, polygon_2])
不同類型的基本幾何對(duì)象也可以組成一個(gè)集合對(duì)象
from shapely.geometry import GeometryCollection, LineString, Point, Polygon
line = LineString([Point(0, 1), Point(0, 2)])
polygon = Polygon([Point(1, 1), Point(1, 2), Point(2, 2), Point(2, 1)])
c = GeometryCollection([Point(0, 0), line, polygon])
print(c)
# 長(zhǎng)度面積
print('length =', c.length, 'area =', c.area)
# 邊界框
print('bounds:', c.bounds)集合對(duì)象也具有長(zhǎng)度, 面積, 邊界框等屬性
打印結(jié)果:
GEOMETRYCOLLECTION (POINT (0 0), LINESTRING (0 1, 0 2), POLYGON ((1 1, 1 2, 2 2, 2 1, 1 1)))
length = 5.0 area = 1.0
bounds: (0.0, 0.0, 2.0, 2.0)
導(dǎo)出
常用的數(shù)據(jù)格式包括 wkt(well-know text) 和 wkb(well-know binary)
import shapely
from shapely import Point, wkb, wkt
p = Point(1, 1)
print("initial wkb:", wkb.dumps(p))
print("initial wkt:", wkt.dumps(p))打印結(jié)果:
initial wkb: b'\x01\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xf0?\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xf0?'
initial wkt: POINT (1.0000000000000000 1.0000000000000000)
可以稍微優(yōu)化一下輸出格式:
# 十六進(jìn)制表示
print("wkb with hex:", wkb.dumps(p, hex=True))
# 移除多余的零
print("wkt trim zero:", wkt.dumps(p, trim=True))wkb with hex: 0101000000000000000000F03F000000000000F03F
wkt trim zero: POINT (1 1)
與此類似的 wkb.dump() 和 wkt.dump() 方法將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到文件中
其他導(dǎo)出方法:
print("to_wkb:", shapely.to_wkb(p)) # 等價(jià)于 p.wkb
print("to_wkt:", shapely.to_wkt(p)) # 等價(jià)于 p.wkt還可以輸出 svg 字符串:
print(p._repr_svg_())
在 jupyter notebook 環(huán)境下輸出幾何對(duì)象時(shí)自動(dòng)調(diào)用 x._repr_svg_() 方法, 輸出 svg 圖形
導(dǎo)入
import shapely from shapely import wkb, wkt wkb_i = '0101000000000000000000F03F000000000000F03F' wkt_i = 'POINT (1 1)' print(shapely.from_wkb(wkb_i)) print(shapely.from_wkt(wkt_i)) print(wkb.loads(wkb_i)) print(wkt.loads(wkt_i))
打印結(jié)果:
POINT (1 1)
POINT (1 1)
POINT (1 1)
POINT (1 1)
到此這篇關(guān)于Python shapely庫(kù)的具體使用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python shapely內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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