geopandas 无法识别多边形中的点

Question

我有两个数据框。一个有建筑物的多边形（大约 70K），另一个有可能在或不在多边形内的点（大约 100K）。我需要确定一个点是否在多边形内。

当我绘制两个数据框（下例）时，该图显示一些点在多边形内部，而其他点不在。但是，当我使用 .within() 时，结果显示没有一个点在多边形内。

我重新创建了“手动”创建一个多边形和一个点的示例，而不是导入数据，在这种情况下，.within() 确实识别出该点位于多边形中。因此，我认为我犯了一个错误，但我不知道在哪里。

示例：（为简单起见，我只发布对应于一个点和一个多边形的部分。在这种情况下，每个数据框都包含一个点或一个多边形）

1) 使用导入的数据。数据框 dmR 有点，数据框 dmf 有多边形

import pandas as pd
import geopandas as gpd
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from shapely import wkt
from shapely.geometry import Point, Polygon
plt.style.use("seaborn")

# I'm skipping the data manipulation stage and 
# going to the point where the data are used.

print(dmR)

               geometry
35  POINT (-95.75207 29.76047)

print(dmf)
               geometry
41964  POLYGON ((-95.75233 29.76061, -95.75194 29.760...

# Plot
fig, ax = plt.subplots(figsize=(5,5))
minx, miny, maxx, maxy = ([-95.7525, 29.7603, -95.7515, 29.761])
ax.set_xlim(minx, maxx)
ax.set_ylim(miny, maxy)
dmR.plot(ax=ax, c='Red')
dmf.plot(ax=ax, alpha=0.5)
plt.savefig('imported_data.png')

结果 shows that the point is inside the polygon。不过，

print(dmR.within(dmf))
35       False
41964    False
dtype: bool

2）如果我尝试手动重新创建它，它会如下（可能有更好的方法来做到这一点，但我无法弄清楚）：

# Get the vertices of the polygon to create it by hand
poly1 = dmf['geometry']
g = [i for i in poly1]
x,y = g[0].exterior.coords.xy
x,y

(array('d', [-95.752332508564, -95.75193554162979, -95.75193151831627, -95.75232848525047, -95.752332508564]),
 array('d', [29.760606530637265, 29.760607694859385, 29.76044470363038, 29.76044237518235, 29.760606530637265]))

# Create the polygon by hand using the corresponding vertices
coords = [(-95.752332508564, 29.760606530637265),
          (-95.75193554162979, 29.760607694859385),
          (-95.75193151831627, 29.7604447036303),
          (-95.75232848525047, 29.76044237518235),
         (-95.752332508564, 29.760606530637265)]
poly = Polygon(coords)

# Create point by hand (just copy the point from 1) above
p1 = Point(-95.75207, 29.76047)

# Create the GeoPandas data frames from the point and polygon
ex = gpd.GeoDataFrame()
ex['geometry']=[poly]
ex = ex.set_geometry('geometry')
ex_p = gpd.GeoDataFrame()
ex_p['geometry'] = [p1]
ex_p = ex_p.set_geometry('geometry')

# Plot and print
fig, ax = plt.subplots(figsize=(5,5))
ax.set_xlim(minx, maxx)
ax.set_ylim(miny, maxy)
ex_p.plot(ax=ax, c='Red')
ex.plot(ax = ax, alpha=0.5)
plt.savefig('by_hand.png')

在这种情况下，结果为also shows the point in the polygon。不过，

ex_p.within(ex)
0    True
dtype: bool

识别该点在多边形中。感谢所有关于做什么的建议！谢谢。

Answer 1

我不知道这是否是最有效的方法，但我能够在 Python 中并使用 Geopandas 完成我需要的工作。

我没有使用point.within(polygon) 方法，而是进行了空间连接 (geopandas.sjoin(df_1, df_2, how = 'inner', op = 'contains')) 这会生成一个新数据框，其中包含多边形内的点并排除不在多边形内的点。有关如何执行此操作的更多信息，请访问here。

Answer 2

我认为您的坐标参考系 (crs) 有问题。我无法告诉dmr，因为它没有提供，但ex_p 是一个幼稚的几何图形，因为您从点生成它而不指定 crs。您可以使用以下方法检查 crs：

dmr.crs

假设它在 4326 中，那么它将返回：

<Geographic 2D CRS: EPSG:4326>
Name: WGS 84
Axis Info [ellipsoidal]:
- Lat[north]: Geodetic latitude (degree)
- Lon[east]: Geodetic longitude (degree)
Area of Use:
- name: World
- bounds: (-180.0, -90.0, 180.0, 90.0)
Datum: World Geodetic System 1984
- Ellipsoid: WGS 84
- Prime Meridian: Greenwich

在这种情况下，您需要先为 ex_p 设置 CRS：

ex_p = ex_p.set_crs(epsg=4326)

如果要动态继承dmr的crs也可以使用：

ex_p = ex_p.set_crs(dmr.crs)

设置 crs 后，您可以使用以下方法从一个 crs 重新投影到另一个 crs：

ex_p = ex_p.to_crs(epsg=3395)

关于该主题的更多信息： https://geopandas.org/projections.html