【python】地理空间数据处理:消除小地块

import geopandas as gpd
import numpy as np
from scipy.spatial import cKDTree
from shapely.geometry import MultiPolygon, Polygon


def find_near_blocks(tree, target_small_block, kdtree_search_radius):
    target_centroid = (target_small_block.centroid.x, target_small_block.centroid.y)
    nearest_indices = tree.query_ball_point(target_centroid, kdtree_search_radius)
    # distance, nearest_idx = tree.query(target_centroid)
    return nearest_indices


def cal_compactness(polygon):
    perimeter = polygon.length
    area = polygon.area
    compactness = 4 * 3.141592653 * area / (perimeter ** 2)  # 4 * pi * S /(L^2)
    return compactness


def eliminate_small_blocks(gdf, small_cut_th=9000000, kdtree_search_radius=5000):
    """
    :param gdf: geodataframe
    :param small_cut_th:
    :param kdtree_search_radius:
    :return: geodataframe类型,小地块消除之后数据
    """
    gdf.to_crs("EPSG:32649", inplace=True)

    large_blocks = gdf[gdf['geometry'].area >= small_cut_th]  # 面积大于等于 9000000 为大地块
    small_blocks = gdf[gdf['geometry'].area < small_cut_th]  # 面积小于 9000000 为小地块

    print('大地块数量,小地块数量', large_blocks.shape[0], small_blocks.shape[0])

    tree = cKDTree(np.array(large_blocks['geometry'].apply(lambda geom: (geom.centroid.x, geom.centroid.y)).tolist()))

    # 对每个小地块进行融合操作:融合进"融合后"形状最规整的地块
    large_blocks_copy = large_blocks.copy()  # 必须复制后才能正常修改
    eliminate_cnt = 0
    for idx, small_block in small_blocks.iterrows():
        nearest_indices = find_near_blocks(tree, small_block['geometry'], kdtree_search_radius)

        near_blocks = large_blocks.iloc[nearest_indices]
        best_inx = None
        best_comp = 0
        best_merged_geometry = None
        for near_block in near_blocks.iloc:
            large_block_idx = near_block.name
            merged_geometry = large_blocks_copy.loc[large_block_idx, 'geometry'].union(
                small_blocks.loc[idx, 'geometry'])
            if isinstance(merged_geometry, Polygon):
                compactness = cal_compactness(merged_geometry)
                if compactness > best_comp:
                    best_comp = compactness
                    best_inx = large_block_idx
                    best_merged_geometry = merged_geometry

        if best_inx is not None:
            large_blocks_copy.loc[best_inx, 'geometry'] = best_merged_geometry
            eliminate_cnt += 1
        else:
            new_row = small_blocks.loc[idx]
            large_blocks_copy.append(new_row, ignore_index=True)
            # print('无法消除该小地块', idx)
    eliminate_rate = eliminate_cnt / small_blocks.shape[0]
    merged_blocks = gpd.GeoDataFrame(large_blocks_copy, crs=gdf.crs)
    return merged_blocks, eliminate_rate


gdf = gpd.read_file('./data/消除小地块.shp')
merged_blocks, eliminate_rate = eliminate_small_blocks(gdf, small_cut_th=9000000, kdtree_search_radius=10000)
merged_blocks.to_file('./data/消除小地块_消除后.shp')
print('成功消除小地块比例:', eliminate_rate)
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 217,734评论 6 505
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,931评论 3 394
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 164,133评论 0 354
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,532评论 1 293
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,585评论 6 392
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,462评论 1 302
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,262评论 3 418
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,153评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,587评论 1 314
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,792评论 3 336
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,919评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,635评论 5 345
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,237评论 3 329
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,855评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,983评论 1 269
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 48,048评论 3 370
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,864评论 2 354

推荐阅读更多精彩内容