Python Shapely Polygon 初始化|极客教程

Python Shapely Polygon 初始化

1. 简介

在计算几何学中，多边形是一个由线段构成的闭合图形。多边形可以用于表示地物、边界等。Python提供了许多方便的工具库来处理多边形操作，其中之一就是Shapely库。Shapely是一个基于GEOS库开发的Python库，提供了各种多边形操作的功能。

本文将介绍如何使用Shapely库进行多边形的初始化操作。主要内容包括多边形的创建、点集合和直线生成多边形等。

2. 安装Shapely库

在使用Shapely库之前，我们需要先安装它。可以使用pip来进行安装，在命令行窗口中执行以下命令：

pip install shapely

3. 创建空的多边形

首先，我们来看如何创建一个空的多边形。在Shapely库中，我们可以使用 Polygon 类来表示一个多边形。创建一个空的多边形非常简单，我们只需要调用 Polygon 类的构造函数即可。

from shapely.geometry import Polygon

polygon = Polygon()

上面的代码中，我们创建了一个名为 polygon 的空多边形。

4. 创建具有点集合的多边形

接下来，我们来看如何创建一个具有点集合的多边形。在Shapely库中，我们可以传入一个点的列表或元组来创建一个多边形。点的顺序非常重要，它们将决定多边形的形状。

from shapely.geometry import Polygon

points = [(0, 0), (1, 0), (1, 1), (0, 1)]
polygon = Polygon(points)

上面的代码中，我们创建了一个由四个点组成的多边形。这个多边形的形状将会是一个单位正方形。

5. 创建具有坐标数组的多边形

除了使用点的列表或元组，我们还可以使用坐标数组来创建多边形。坐标数组是一个二维数组，其中每一行代表一个点的坐标。

from shapely.geometry import Polygon

coordinates = [[0, 0], [1, 0], [1, 1], [0, 1]]
polygon = Polygon(coordinates)

上面的代码中，我们创建了一个与上一节相同形状的多边形。

6. 多边形的属性

在创建了多边形之后，我们可以访问和修改多边形的各种属性。下面是一些常用的多边形属性：

area：返回多边形的面积。
bounds：返回多边形的边界框。
length：返回多边形的周长。
exterior：返回多边形的外围线。
interiors：返回多边形的内围线列表。

下面是一些示例代码：

from shapely.geometry import Polygon

points = [(0, 0), (1, 0), (1, 1), (0, 1)]
polygon = Polygon(points)

print(polygon.area)  # 输出：1.0
print(polygon.bounds)  # 输出：(0.0, 0.0, 1.0, 1.0)
print(polygon.length)  # 输出：4.0
print(polygon.exterior)  # 输出：LINEARRING (0 0, 1 0, 1 1, 0 1, 0 0)
print(polygon.interiors)  # 输出：[]

上面的代码中，我们创建了一个单位正方形的多边形，并打印了一些属性的值。

7. 生成多边形的直线

除了直接创建多边形，我们还可以通过直线来生成多边形。在Shapely库中，我们可以使用 LineString 类来表示一条直线。然后，我们可以将多个直线连接在一起，形成一个多边形。

下面是一个示例代码：

from shapely.geometry import LineString, Polygon

line1 = LineString([(0, 0), (1, 0)])
line2 = LineString([(1, 0), (1, 1)])
line3 = LineString([(1, 1), (0, 1)])
line4 = LineString([(0, 1), (0, 0)])

lines = [line1, line2, line3, line4]
polygon = Polygon(lines)

上面的代码中，我们创建了四条直线，并将它们连接在一起形成一个单位正方形的多边形。