有沒有辦法在 python 中使用 shapely 和 geopandas 找到 3 條或更多線相互接觸的點坐標列表？

Question

我有一個 Geopandas DataFrame ，每一行都包含一個勻稱的 LineString。 我需要找到三個或更多 LineStrings 相互接觸的點列表。 例如，在圖中Input image ，我需要三條彩色線相交點的坐標。

在我找到三條線相交的所有點后，我需要將三條線合並成兩條線：1）粉色+紫色2）綠色+紫色。 重疊應該沒問題。

任何幫助將不勝感激。 謝謝！

Answer 1

• 使用了一些國家作為LINESTRINGS的來源
• 有了這個數據集，只有兩個點有三個選定的國家相交（根據可視化）
• 關鍵概念是內部連接點到點，然后找到重復次數超過要求的點

import geopandas as gpd
import shapely.geometry
import pandas as pd
import plotly.express as px

# some polygons
# fmt: off
gdf = gpd.read_file(gpd.datasets.get_path("naturalearth_lowres")).loc[lambda d: d["iso_a3"].isin(["BEL", "LUX", "NLD", "DEU", "AUT","POL"]), ["geometry", "iso_a3"]].reset_index(drop=True)
# fmt: on

# change to linestrings as per question
gdf["geometry"] = gdf["geometry"].apply(
    lambda p: shapely.geometry.LineString(p.exterior.coords)
)

# generate series of points from linestrings
points = (
    gdf["geometry"].apply(lambda l: l.coords).rename("point").explode().reset_index()
)

# 1. join all points to all points
# 2. exclude point to self
points = (
    points.merge(points, on=["point"])
    .drop_duplicates()
    .loc[lambda d: d["index_x"] != d["index_y"]]
)
# now find points that appera N times
n_times = (
    points.groupby(["point"])
    .size()
    .loc[lambda s: s >= 3]
    .reset_index()["point"]
    .apply(pd.Series)
)

# visualize to test...
px.scatter_mapbox(n_times, lon=0, lat=1, mapbox_style="carto-positron",).update_traces(
    marker_size=20
).update_layout(mapbox={"layers": [{"source": gdf.__geo_interface__, "type": "line"}]})