如何根據shapefile屏蔽特定的數組數據

Question

這是我的問題：

• 二維 numpy 數組數據表示每個網格空間的某些屬性
• shapefile 作為研究區域的行政區划（如城市）。

例如：

http://i4.tietuku.com/84ea2afa5841517a.png

整個區域有40x40的網格網絡，我想提取紫色區域內的數據。 換句話說，我想將管理邊界之外的數據屏蔽到 np.nan 中。

我的早期嘗試

我標記了網格編號，然后將特定的數組數據選擇到 np.nan 中。

http://i4.tietuku.com/523df4783bea00e2.png

 value[0,:] = np.nan
 value[1,:] = np.nan
       .
       . 
       .
       .

有人可以告訴我一種更簡單的方法來實現目標嗎？

添加

在這里找到了一個答案，它可以將柵格數據繪制到 shapefile 中，但數據本身不會改變。

更新 -2016-01-16

我已經在一些答案的啟發下解決了這個問題。
對此目標感興趣的人，請查看我問過的這兩篇文章：
1. 輸入/輸出矢量 shapefile 的測試點
2. 如何使用設置底圖多邊形的剪切路徑

關鍵步驟是測試我已經轉換為 shapely.polygon 的 shapefile 內部/外部的點。

Answer 1

步驟 1. 柵格化 shapefile

創建一個函數，該函數可以確定坐標(x, y)處的點是否在該區域內。 有關如何將 shapefile 柵格化為與目標蒙版尺寸相同的數組的更多詳細信息，請參見此處

def point_is_in_mask(mask, point):
    # this is just pseudocode
    return mask.contains(point) 

第 2 步。 創建您的面具

mask = np.zeros((height, width))
value = np.zeros((height, width))
for y in range(height):
    for x in range(width):
        if not point_is_in_mask(mask, (x, y)):
            value[y][x] = np.nan

Answer 2

最好是使用matplotlib ：

def outline_to_mask(line, x, y):
    """Create mask from outline contour

    Parameters
    ----------
    line: array-like (N, 2)
    x, y: 1-D grid coordinates (input for meshgrid)

    Returns
    -------
    mask : 2-D boolean array (True inside)
    """
    import matplotlib.path as mplp
    mpath = mplp.Path(line)
    X, Y = np.meshgrid(x, y)
    points = np.array((X.flatten(), Y.flatten())).T
    mask = mpath.contains_points(points).reshape(X.shape)
    return mask

或者，您可以使用上述答案中建議的shapely包含方法。 您可以通過遞歸細分空間來加速計算，如本要點所示（但 matplotlib 解決方案在我的測試中快了 1.5 倍）：

https://gist.github.com/perrette/a78f99b76aed54b6babf3597e0b331f8