快捷導(dǎo)航

Python 讀取.shp文件并生成圖幅編號的實現(xiàn)思路

更新時間：2024年05月29日 09:57:12 作者：ThsPool

這篇文章主要介紹了Python 讀取.shp文件并生成圖幅編號,代碼適用于需要處理和分析地理空間數(shù)據(jù)的場景,如城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測或自然資源管理,其中它可以幫助用戶讀取特定區(qū)域的Shapefile文件,確定其地理邊界,需要的朋友可以參考下

代碼適用于需要處理和分析地理空間數(shù)據(jù)的場景，如城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測或自然資源管理，其中它可以幫助用戶讀取特定區(qū)域的Shapefile文件，確定其地理邊界，并基于這些邊界計算出按照經(jīng)緯度5度間隔的圖幅編號，進而用于地圖制作、空間數(shù)據(jù)管理和快速數(shù)據(jù)檢索。

實現(xiàn)思路：

代碼主要用于處理地理空間數(shù)據(jù)，具體功能如下：

讀取一個Shapefile（.shp）文件，獲取其地理邊界范圍。
根據(jù)獲取的邊界范圍，計算出按照經(jīng)緯度 5° 間隔的圖幅編號。
將每個國家的地圖邊界范圍和對應(yīng)的圖幅編號存儲起來，并打印出來。

完整代碼

import csv
import geopandas as gpd
def get_map_extent(shp_file_path):
    """
    讀取.shp文件并獲取其邊界范圍。
    :param shp_file_path: .shp文件路徑
    :return: 地圖邊界的范圍 (minx, miny, maxx, maxy)
    """
    # 讀取.shp文件
    gdf = gpd.read_file(shp_file_path)
    # 獲取地圖邊界
    boundary = gdf.geometry.total_bounds
    # 返回地圖范圍
    return boundary
def calculate_sheet_ranges(map_extent):
    """
    根據(jù)地圖邊界計算圖幅范圍，并按照南北緯和東西經(jīng)的5度分隔規(guī)則返回圖幅范圍的格式。
    :param map_extent: 地圖邊界的范圍 (minx, miny, maxx, maxy)
    :return: 圖幅范圍列表，每個元素包含(lon_start, lat_start, lon_end, lat_end, sheet_range)
    """
    minx, miny, maxx, maxy = map_extent
    # 初始化圖幅范圍列表
    sheet_ranges = []
    # 計算圖幅編號
    # for lon_start in range(int(minx // 5) * 5, int(maxx // 5 + 1) * 5, 5):
    #     for lat_start in range(int(miny // 5) * 5, int(maxy // 5 + 1) * 5, 5):
    for lon_start in range(int(minx // 5) * 5, int(maxx // 5 + 1) * 5, 5):
        for lat_start in range(int(miny // 5 + 1) * 5, int(maxy // 5 + 2) * 5, 5):  # GLC_FCS30D 緯度需要上調(diào)一格5度
            lon_end = lon_start + 5
            lat_end = lat_start + 5
            sheet_range = f"{'W' if lon_start < 0 else 'E'}{abs(lon_start)}" \
                          f"{'S' if lat_start < 0 else 'N'}{abs(lat_start)}"
            sheet_ranges.append(sheet_range)
    return sheet_ranges
def main():
    iso_data = []
    with open('../../ISO.csv', newline='') as csvfile:
        # 創(chuàng)建 CSV 讀取器
        csv_reader = csv.reader(csvfile)
        data = list(csv_reader)  # 將文件內(nèi)容讀取到內(nèi)存中
        # 初始化行數(shù)計數(shù)器
        iso_count = 0
        for country in data:
            iso_count += 1
            sids_country = country[0]
            iso_map_extent = [iso_count, sids_country]  # [1, 'BMU']
            # 示例文件路徑
            shp_file_path = fr'path_to_admin_division\{sids_country}.shp'
            # 獲取地圖范圍
            map_extent = get_map_extent(shp_file_path=shp_file_path)
            # 計算圖幅范圍
            sheet_ranges = calculate_sheet_ranges(map_extent=map_extent)
            # 打印結(jié)果
            print(iso_count, sids_country, map_extent)
            iso_map_extent.extend(sheet_ranges)
            iso_data.append(iso_map_extent)
            print('- Map Extent Num: ', len(sheet_ranges), iso_map_extent[2:], '\n')
if __name__ == '__main__':
    main()

實現(xiàn)流程：

導(dǎo)入庫：導(dǎo)入csv庫用于讀取CSV文件，導(dǎo)入geopandas庫用于處理地理空間數(shù)據(jù)。
定義get_map_extent函數(shù)：該函數(shù)接收一個.shp文件路徑作為參數(shù)，讀取該文件，并返回其地理邊界范圍。
定義calculate_sheet_ranges函數(shù)：該函數(shù)接收一個邊界范圍作為參數(shù)，計算并返回一個圖幅編號列表。圖幅編號的計算規(guī)則是按照經(jīng)緯度5度的間隔。
定義main函數(shù)：這是程序的主要執(zhí)行函數(shù)。它首先讀取一個CSV文件，然后對于CSV文件中的每一個條目，執(zhí)行以下步驟：
- 構(gòu)造.shp文件路徑。
- 調(diào)用get_map_extent函數(shù)獲取地圖邊界范圍。
- 調(diào)用calculate_sheet_ranges函數(shù)計算圖幅編號。
- 打印出當(dāng)前處理的國家和其地圖邊界范圍。
- 將地圖邊界范圍和圖幅編號添加到結(jié)果列表中。

執(zhí)行入口：如果該腳本作為主程序運行，將調(diào)用main函數(shù)。

代碼運行示例：預(yù)備Shapefile文件：

程序輸出：

應(yīng)用范圍：

地理信息系統(tǒng)（GIS）：用于處理和分析地理空間數(shù)據(jù)。
地圖制作：確定地圖的邊界范圍和圖幅編號，有助于地圖的制作和布局。
空間數(shù)據(jù)分析：在進行空間數(shù)據(jù)分析時，可以利用此腳本快速獲取地圖邊界和圖幅編號，進而進行更深入的分析。
科研和教育：在地理學(xué)、城市規(guī)劃、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域的研究和教學(xué)中，用于數(shù)據(jù)處理和分析。

注意事項：

代碼中的shp_file_path是一個格式化字符串，需要根據(jù)實際的文件路徑進行調(diào)整。
calculate_sheet_ranges函數(shù)中的注釋掉的代碼塊可能是用于不同的計算規(guī)則或示例。
代碼中的打印語句用于調(diào)試和驗證，展示了每個國家的邊界范圍和圖幅編號。

相關(guān)函數(shù)及調(diào)用庫的解釋說明：

函數(shù)及調(diào)用庫	描述
csv	Python標(biāo)準(zhǔn)庫中的模塊，用于讀寫CSV（逗號分隔值）文件。在此代碼中，它被用來讀取包含國家信息的CSV文件。
geopandas	一個開源項目，擴展了pandas庫的功能，使其能夠處理地理空間數(shù)據(jù)。它允許用戶讀取、處理和分析地理空間數(shù)據(jù)。
get_map_extent(shp_file_path)	此函數(shù)接收一個Shapefile的文件路徑作為參數(shù)，使用geopandas的`read_file`方法讀取Shapefile，并獲取其幾何邊界。返回值是一個包含最小經(jīng)度、最小緯度、最大經(jīng)度、最大緯度的元組。
calculate_sheet_ranges(map_extent)	此函數(shù)接收一個地圖邊界范圍作為參數(shù)，并基于這個范圍計算圖幅編號。按照南北緯和東西經(jīng)的5度間隔規(guī)則來劃分圖幅，并返回一個包含這些圖幅編號的列表。