Python 讀取.shp文件并生成圖幅編號(hào)的實(shí)現(xiàn)思路
代碼適用于需要處理和分析地理空間數(shù)據(jù)的場(chǎng)景,如城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測(cè)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(jì)算出按照經(jīng)緯度5度間隔的圖幅編號(hào),進(jìn)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(shí)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(gè)Shapefile(
.shp)文件,獲取其地理邊界范圍。 - 根據(jù)獲取的邊界范圍,計(jì)算出按照經(jīng)緯度
5°間隔的圖幅編號(hào)。 - 將每個(gè)國(guó)家的地圖邊界范圍和對(duì)應(yīng)的圖幅編號(hào)存儲(chǔ)起來(lái),并打印出來(lái)。
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(jì)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(gè)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(jì)算圖幅編號(hào)
# 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(jì)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(jì)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(shí)現(xiàn)流程:
- 導(dǎo)入庫(kù):導(dǎo)入csv庫(kù)用于讀取CSV文件,導(dǎo)入geopandas庫(kù)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(gè).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(gè)邊界范圍作為參數(shù),計(jì)算并返回一個(gè)圖幅編號(hào)列表。圖幅編號(hào)的計(jì)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(gè)CSV文件,然后對(duì)于CSV文件中的每一個(gè)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(jì)算圖幅編號(hào)。
- 打印出當(dāng)前處理的國(guó)家和其地圖邊界范圍。
- 將地圖邊界范圍和圖幅編號(hào)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(yùn)行,將調(diào)用main函數(shù)。
代碼運(yùn)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(hào),有助于地圖的制作和布局。
- 空間數(shù)據(jù)分析:在進(jìn)行空間數(shù)據(jù)分析時(shí),可以利用此腳本快速獲取地圖邊界和圖幅編號(hào),進(jìn)而進(jìn)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(xiàng):
- 代碼中的
shp_file_path是一個(gè)格式化字符串,需要根據(jù)實(shí)際的文件路徑進(jìn)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(jì)算規(guī)則或示例。- 代碼中的打印語(yǔ)句用于調(diào)試和驗(yàn)證,展示了每個(gè)國(guó)家的邊界范圍和圖幅編號(hào)。
相關(guān)函數(shù)及調(diào)用庫(kù)的解釋說(shuō)明:
| 函數(shù)及調(diào)用庫(kù) | 描述 |
|---|---|
| csv | Python標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的模塊,用于讀寫CSV(逗號(hào)分隔值)文件。在此代碼中,它被用來(lái)讀取包含國(guó)家信息的CSV文件。 |
| geopandas | 一個(gè)開源項(xiàng)目,擴(kuò)展了pandas庫(kù)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(gè)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(gè)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(gè)地圖邊界范圍作為參數(shù),并基于這個(gè)范圍計(jì)算圖幅編號(hào)。按照南北緯和東西經(jīng)的5度間隔規(guī)則來(lái)劃分圖幅,并返回一個(gè)包含這些圖幅編號(hào)的列表。 |
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