使用 Python、Shapely 和 Fiona 编辑多边形坐标

Question

我需要编辑相交多边形的几何图形，但我不知道如何将修改后的几何图形保存到 shapefile。 甚至可能吗？

from shapely.geometry import Polygon, shape
import matplotlib.pyplot as plt
import fiona


c = fiona.open('polygon23.shp', 'r')
d = fiona.open('polygon23.shp', 'r')

for poly in c.values():
    for poly2 in d.values():
        p_poly = shape(poly['geometry'])
        p_poly2 = shape(poly2['geometry'])
        intersect_polygons = p_poly.intersection(p_poly2)
        if type(intersect_polygons) == Polygon:
            intersect_polygons = p_poly.intersection(p_poly2).exterior.coords
            if p_poly.exterior.xy != p_poly2.exterior.xy:

                y_difference = abs(intersect_polygons[0][1]) - abs(intersect_polygons[2][1])
                
                coords_polygonB = p_poly2.exterior.coords[:]
                
                coords_polygonB[0] = (coords_polygonB[0][0], coords_polygonB[0][1] + (y_difference))
                coords_polygonB[1] = (coords_polygonB[1][0], coords_polygonB[1][1] + (y_difference))
                coords_polygonB[2] = (coords_polygonB[2][0], coords_polygonB[2][1] + (y_difference))
                coords_polygonB[3] = (coords_polygonB[3][0], coords_polygonB[3][1] + (y_difference))
                coords_polygonB[4] = (coords_polygonB[4][0], coords_polygonB[4][1] + (y_difference))
                
                p_poly2 = Polygon(coords_polygonB)

                x,y = p_poly.exterior.xy
                plt.plot(x,y)
                x,y = p_poly2.exterior.xy
                plt.plot(x,y)
                plt.show()

Answer 1

去除许多多边形之间的交叉点很可能是一个复杂的问题。 此外，我在我的解决方案中使用了您的方法作为求解器。

回答

你的问题的答案是肯定的。 您可以在 shp 文件中纠正多边形之间的交叉点； 但是，您需要创建新的 Polygon 对象，不能只更改现有 Polygon 的外部坐标。

存储原始 shp 文件中的元数据和光盘

下面的解决方案将生成的多边形集写入/创建到一个新的 shp 文件。 这需要我们存储原始 shp 文件中的元数据，并将其传递给新文件。 我们还需要存储每个多边形的属性，我将它们存储在单独的列表set_of_properties中。

不需要两个 for 循环

您不需要 for 循环，只需使用 itertools 标准库中的组合来循环所有可能的多边形组合。 我使用索引组合来替换与新多边形相交的多边形。

外部做...while循环

在非常令人畏惧的情况下，使用您的方法进行纠正实际上可能会引入新的交叉点。 我们可以通过遍历您的求解器来捕获并纠正它们，直到没有交叉点。 这需要一个 do...while 循环，但 Python 中没有 do...while 循环。 此外，它可以用 while 循环来实现（参见实现的解决方案）。

解决方案

from itertools import combinations

from shapely.geometry import Polygon, Point, shape, mapping
import matplotlib.pyplot as plt
import fiona

SHOW_NEW_POLYGONS = False

polygons, set_of_properties = [], []
with fiona.open("polygon23.shp", "r") as source:
    for line in source:
        polygons.append(shape(line["geometry"]))
        set_of_properties.append(line["properties"])
    meta = source.meta

poly_index_combinations = combinations(tuple(range(len(polygons))), 2)
while True:
    intersection_record = []
    for i_poly_a, i_poly_b in poly_index_combinations:
        poly_a, poly_b = polygons[i_poly_a], polygons[i_poly_b]
        if poly_a.exterior.xy == poly_b.exterior.xy:
            # print(f"The polygons have identical exterior coordinates:\n{poly_a} and {poly_b}\n")
            continue

        intersecting = poly_a.intersection(poly_b)
        if type(intersecting) != Polygon:
            continue
        intersecting_polygons = intersecting.exterior.coords
        if not intersecting_polygons:
            # print(f"No intersections between\n{poly_a} and {poly_b}\n")
            continue

        print("Rectifying intersection")
        y_diff = abs(intersecting_polygons[0][1]) - abs(intersecting_polygons[2][1])

        new_poly_b = Polygon((
            Point(float(poly_b.exterior.coords[0][0]), float(poly_b.exterior.coords[0][1] + y_diff)),
            Point(float(poly_b.exterior.coords[1][0]), float(poly_b.exterior.coords[1][1] + y_diff)),
            Point(float(poly_b.exterior.coords[2][0]), float(poly_b.exterior.coords[2][1] + y_diff)),
            Point(float(poly_b.exterior.coords[3][0]), float(poly_b.exterior.coords[3][1] + y_diff)),
            Point(float(poly_b.exterior.coords[4][0]), float(poly_b.exterior.coords[4][1] + y_diff))
        ))

        if SHOW_NEW_POLYGONS:
            x, y = poly_a.exterior.xy
            plt.plot(x, y)
            x, y = new_poly_b.exterior.xy
            plt.plot(x, y)
            plt.show()

        polygons[i_poly_b] = new_poly_b
        intersection_record.append(True)

    if not intersection_record:
        break

with fiona.open("new.shp", "w", **meta) as sink:
    for poly, properties in zip(polygons, set_of_properties):
        sink.write({
            "geometry": mapping(poly),
            "properties": properties
        })