Shapely，一个几何分析的 Python 库！

Shapely：玩转几何分析的必备神器

Shapely 是一个超级实用的 Python 库，专门用来处理几何图形。它能让咱们轻松操作点、线、面这些几何对象，还能进行各种几何运算。无论是做地理信息系统（GIS）还是搞数据可视化，Shapely 都是你的得力助手。

1.

安装 Shapely

安装 Shapely 超简单，用 pip 一行命令就搞定：

pip install shapely

装好之后，咱们就可以开始玩耍了。

2.

基本几何对象

Shapely 里最常用的几何对象有点（Point）、线（LineString）和多边形（Polygon）。咱们来看看怎么创建这些对象：

from shapely.geometry import Point， LineString， Polygon

# 创建一个点

p = Point(0， 0)

# 创建一条线

l = LineString([(0， 0)， (1， 1)， (2， 2)])

# 创建一个多边形

poly = Polygon([(0， 0)， (1， 0)， (1， 1)， (0， 1)])

这些几何对象就像是积木，咱们可以用它们来搭建更复杂的图形。

3.

几何运算

Shapely 最厉害的地方就是它能进行各种几何运算。比如说，咱们可以计算两个图形的交集、并集，或者判断一个点是否在多边形内。

from shapely.geometry import Point， Polygon

# 创建两个多边形

poly1 = Polygon([(0， 0)， (1， 0)， (1， 1)， (0， 1)])

poly2 = Polygon([(0.5， 0.5)， (1.5， 0.5)， (1.5， 1.5)， (0.5， 1.5)])

# 计算交集

intersection = poly1.intersection(poly2)

# 判断点是否在多边形内

point = Point(0.5， 0.5)

is_inside = poly1.contains(point)

print(f“交集面积：{intersection.area}”)

print(f“点是否在多边形内：{is_inside}”)

温馨提示：进行几何运算时，要注意图形的坐标系统要一致，不然结果可能会很奇怪哦！

4.

图形变换

Shapely 还能对图形进行各种变换，比如平移、旋转、缩放等。这在处理地理数据时特别有用：

from shapely.affinity import translate， rotate， scale

# 创建一个多边形

poly = Polygon([(0， 0)， (1， 0)， (1， 1)， (0， 1)])

# 平移

translated = translate(poly， xoff=1， yoff=2)

# 旋转

rotated = rotate(poly， angle=45)

# 缩放

scaled = scale(poly， xfact=2， yfact=2)

这些变换操作可以让咱们轻松调整图形的位置和大小，超级方便！

5.

空间关系

Shapely 还能帮咱们判断不同几何对象之间的空间关系，比如相交、包含、接触等：

from shapely.geometry import Point， LineString

point = Point(0， 0)

line = LineString([(0， 0)， (1， 1)])

poly = Polygon([(0， 0)， (1， 0)， (1， 1)， (0， 1)])

print(f“点是否在线上：{line.contains(point)}”)

print(f“线是否与多边形相交：{line.intersects(poly)}”)

print(f“点是否接触多边形：{point.touches(poly)}”)

这些空间关系判断在处理复杂的地理数据时特别有用，可以帮咱们快速找出符合特定条件的图形。

6.

高级操作

Shapely 还有一些高级操作，比如计算凸包、简化多边形等：

from shapely.geometry import MultiPoint

from shapely.ops import unary_union

# 计算凸包

points = MultiPoint([(0， 0)， (1， 1)， (0， 2)， (2， 2)， (3， 1)， (1， 0)])

convex_hull = points.convex_hull

# 合并多个图形

poly1 = Polygon([(0， 0)， (1， 0)， (1， 1)， (0， 1)])

poly2 = Polygon([(0.5， 0.5)， (1.5， 0.5)， (1.5， 1.5)， (0.5， 1.5)])

union = unary_union([poly1， poly2])

print(f“凸包面积：{convex_hull.area}”)

print(f“合并后的面积：{union.area}”)

这些高级操作可以让咱们处理更复杂的几何问题，比如在地理信息系统中分析地形特征啥的。

Shapely 真是个宝藏库，它能帮咱们轻松处理各种几何问题。无论是做地图分析、路径规划还是数据可视化，Shapely 都能派上大用场。多琢磨琢磨，你会发现它还有很多有趣的功能等着咱们去挖掘呢！

记住啊，使用 Shapely 的时候要注意数据的精度和坐标系统。有时候计算结果看起来怪怪的，很可能是这两个原因导致的。多试几次，慢慢就能掌握这些小技巧了。

Shapely 的世界就是这么有意思，充满了各种几何的奥秘。多玩玩，你会发现几何分析原来可以这么简单！

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