几何形状Python之间的测地线距离答案

【问题标题】：Geodesic distance between geometry shapes Python几何形状Python之间的测地线距离
【发布时间】：2020-09-09 07:08:31
【问题描述】：

拥有一个 dfA，其中包含一个名为 geometry 的列，具有以下几何形状：

d = {'id': [1, 2], 'geometry': ['POINT (-70.66000 -33.45000)', 'POINT (-74.08000 4.60000)']}
dfA = pd.DataFrame(data=d)
dfA

|   | id | geometry              |
|---|----|-----------------------|
| 0 | 1  | POINT (-70.66 -33.45) |
| 1 | 2  | POINT (-74.08 4.6)    |

我想计算 dfB 几何列的每个几何形状的最小测地距离：

d = {'id': [1, 2, 3], 'geometry': ['LINESTRING (-58.66000 -34.58000, -59.66000 -35.58000)', 'LINESTRING (-47.91000 -15.78000, -48.91000 -16.78000)', 'POINT (-66.86000 10.48000)']}
dfB = pd.DataFrame(data=d)
dfB

|   | id | geometry                                  |
|---|----|-------------------------------------------|
| 0 | 1  | LINESTRING (-58.66 -34.58, -59.66 -35.58) |
| 1 | 2  | LINESTRING (-47.91 -15.78, -48.91 -16.78) |
| 2 | 3  | POINT (-66.86 10.48)                      |

我尝试按照以下步骤使用 Python shapely 和 geopandas 库进行此计算：

from shapely import wkt
import geopandas as gpd

dfA['geometry'] = dfA['geometry'].apply(wkt.loads)
dfA = gpd.GeoDataFrame(dfA, geometry='geometry')
dfB['geometry']= dfB['geometry'].apply(wkt.loads)
for i, value in dfB.iterrows():
    e = dfB.iloc[i]['id']
    dfA[str(e)] = dfA['geometry'].distance(dfB.iloc[i]['geometry'])
dfA

|   | id | geometry              | 1           | 2           | 3           |
|---|----|-----------------------|-------------|-------------|-------------|
| 0 | 1  | POINT (-70.66 -33.45) | 11,20432506 | 27,40349248 | 44,09404608 |
| 1 | 2  | POINT (-74.08 4.6)    | 42,10521108 | 33,0247377  | 9,311433832 |

不幸的是，匀称距离函数计算的是欧几里得距离而不是测地线距离。

要遵循的另一个策略是使用一个函数来计算从点 A 到线 B [B1、B2、B3、...] 上所有点的测地线距离并保持最小距离。也就是说： dist_A-B = min(geodist(A, B1), geodist(A, B2), geodist(A, B3), ....)

此解决方案有效，但计算成本非常高，因为我们正在讨论从数千个点对数千条线进行计算。执行此计算的任何其他更优化的方法都会有很大帮助。

【问题讨论】：

请注意：您可以使用pyproj 或geopy 计算点之间的测地线距离，但我不知道线串或多边形之间的有效测地线距离方法。
我认为这就是 OP 在问题的后半部分所指的，这里的问题是他们基本上是在计算第一个线串中所有点与线串 2.

标签： python distance geopandas shapely geodesic-sphere

【解决方案1】：

如果您可以将问题简化为计算点集合的测地线距离，那么vantage point tree 将为您提供有效的解决方案。请参阅我对类似问题的回答here；这包括python中的解决方案。

【讨论】：