面矢量简化--基于python

ytkz2024-02-042024-09-09

面矢量简化

在地理信息系统（GIS）中，几何对象的简化是一种常见的操作，它可以帮助我们减少数据的复杂性，提高计算效率。在Python的GeoPandas库中，我们可以使用简化（simplify）方法来实现这一操作。本文将介绍如何使用GeoPandas进行地理几何对象的简化。

首先，需要导入GeoPandas库，这是一个开源的Python库，用于处理地理空间数据。

import geopandas as gpd

接下来，定义一个名为simplify_polygon的函数，该函数接受输入的Shapefile路径和输出的Shapefile路径作为参数。

def simplify_polygon(input_shapefile_path, output_shapefile_path):

在函数内部，我们首先使用GeoPandas的read_file方法读取输入的Shapefile文件，得到一个GeoDataFrame对象。

gdf = gpd.read_file(input_shapefile_path)

然后，定义一个简化阈值，这个值越大，简化后剩的点越少。在这个例子中，我们取0.1。

simplification_tolerance = 0.1

接着，遍历GeoDataFrame中的每一行，对每一行的几何对象进行简化，简化后的几何对象和原始属性信息被分别存储在两个列表中。

simplified_geometries = []
original_attributes = []

for idx, row in gdf.iterrows():
    original_geom = row['geometry']
    simplified_geom = original_geom.simplify(simplification_tolerance)

    simplified_geometries.append(simplified_geom)
    original_attributes.append(row)

最后，创建一个新的GeoDataFrame对象，将简化后的几何对象和原始属性信息保存到这个新的GeoDataFrame中，并将其写入到输出的Shapefile文件。

simplified_gdf = gpd.GeoDataFrame(original_attributes, geometry=simplified_geometries, crs=gdf.crs)
simplified_gdf.to_file(output_shapefile_path)

在这个例子中，使用’south.shp’作为输入Shapefile文件，将简化后的结果保存为’south_simplify_python.shp’。

input_shapefile_path = 'south.shp'
output_shapefile_path = 'south_simplify_python.shp'
simplify_polygon(input_shapefile_path, output_shapefile_path)

总结起来，GeoPandas提供了一种简洁高效的方式来简化地理几何对象。对于大规模的地理数据处理，这种方法可以显著提高数据处理的效率。

完整代码

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*- 
# @Time : 2024/2/4 20:57 
# @File : simplify_polygon.py


import geopandas as gpd

def simplify_polygon(input_shapefile_path, output_shapefile_path):
    gdf = gpd.read_file(input_shapefile_path)

    # 定义简化阈值（值越大，简化后剩的点越少，可以取0.1）
    simplification_tolerance = 0.1

    # 创建一个新的 GeoDataFrame 来存储简化后的几何对象和原始属性信息
    simplified_geometries = []
    original_attributes = []

    for idx, row in gdf.iterrows():
        original_geom = row['geometry']
        simplified_geom = original_geom.simplify(simplification_tolerance)

        simplified_geometries.append(simplified_geom)
        original_attributes.append(row)

    # 创建一个新的 GeoDataFrame 来存储简化后的几何对象和原始属性信息
    simplified_gdf = gpd.GeoDataFrame(original_attributes, geometry=simplified_geometries, crs=gdf.crs)
    simplified_gdf.to_file(output_shapefile_path)

input_shapefile_path = 'south.shp'
# 保存简化后的结果为 Shapefile 文件
output_shapefile_path = 'south_simplify_python.shp'
simplify_polygon(input_shapefile_path, output_shapefile_path)

在这个例子中，使用了GeoPandas库来简化地理几何对象。这是一个非常实用的技术，特别是在处理大规模的地理数据时，可以显著提高数据处理的效率。

以下是一些关于这个主题的进一步学习资源：

GeoPandas官方文档：GeoPandas的官方文档是学习这个库的最好资源。它包含了库的详细介绍，以及许多有用的教程和示例。你可以在这里找到更多关于simplify方法的信息。链接：https://geopandas.org/
Shapely文档：Shapely是一个用于操纵和分析平面几何对象的Python库。GeoPandas的simplify方法实际上是基于Shapely的。因此，理解Shapely可以帮助你更深入地理解GeoPandas的工作原理。链接：https://shapely.readthedocs.io/
GIS论坛和社区：GIS有许多活跃的在线论坛和社区，如GIS Stack Exchange和Reddit的r/GIS。在这些地方，你可以找到许多有关GIS的问题和答案，也可以向其他GIS专业人士提问。