Python 读取.shp文件并生成图幅编号

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代码适用于需要处理和分析地理空间数据的场景，如城市规划、环境监测或自然资源管理，其中它可以帮助用户读取特定区域的Shapefile文件，确定其地理边界，并基于这些边界计算出按照经纬度5度间隔的图幅编号，进而用于地图制作、空间数据管理和快速数据检索。

实现思路：

代码主要用于处理地理空间数据，具体功能如下：

1. 读取一个Shapefile（.shp）文件，获取其地理边界范围。
2. 根据获取的边界范围，计算出按照经纬度 5° 间隔的图幅编号。
3. 将每个国家的地图边界范围和对应的图幅编号存储起来，并打印出来。

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完整代码

import csv
import geopandas as gpddef get_map_extent(shp_file_path):"""读取.shp文件并获取其边界范围。:param shp_file_path: .shp文件路径:return: 地图边界的范围 (minx, miny, maxx, maxy)"""# 读取.shp文件gdf = gpd.read_file(shp_file_path)# 获取地图边界boundary = gdf.geometry.total_bounds# 返回地图范围return boundarydef calculate_sheet_ranges(map_extent):"""根据地图边界计算图幅范围，并按照南北纬和东西经的5度分隔规则返回图幅范围的格式。:param map_extent: 地图边界的范围 (minx, miny, maxx, maxy):return: 图幅范围列表，每个元素包含(lon_start, lat_start, lon_end, lat_end, sheet_range)"""minx, miny, maxx, maxy = map_extent# 初始化图幅范围列表sheet_ranges = []# 计算图幅编号# for lon_start in range(int(minx // 5) * 5, int(maxx // 5 + 1) * 5, 5):#     for lat_start in range(int(miny // 5) * 5, int(maxy // 5 + 1) * 5, 5):for lon_start in range(int(minx // 5) * 5, int(maxx // 5 + 1) * 5, 5):for lat_start in range(int(miny // 5 + 1) * 5, int(maxy // 5 + 2) * 5, 5):  # GLC_FCS30D 纬度需要上调一格5度lon_end = lon_start + 5lat_end = lat_start + 5sheet_range = f"{'W' if lon_start < 0 else 'E'}{abs(lon_start)}" \f"{'S' if lat_start < 0 else 'N'}{abs(lat_start)}"sheet_ranges.append(sheet_range)return sheet_rangesdef main():iso_data = []with open('../../ISO.csv', newline='') as csvfile:# 创建 CSV 读取器csv_reader = csv.reader(csvfile)data = list(csv_reader)  # 将文件内容读取到内存中# 初始化行数计数器iso_count = 0for country in data:iso_count += 1sids_country = country[0]iso_map_extent = [iso_count, sids_country]  # [1, 'BMU']# 示例文件路径shp_file_path = fr'path_to_admin_division\{sids_country}.shp'# 获取地图范围map_extent = get_map_extent(shp_file_path=shp_file_path)# 计算图幅范围sheet_ranges = calculate_sheet_ranges(map_extent=map_extent)# 打印结果print(iso_count, sids_country, map_extent)iso_map_extent.extend(sheet_ranges)iso_data.append(iso_map_extent)print('- Map Extent Num: ', len(sheet_ranges), iso_map_extent[2:], '\n')if __name__ == '__main__':main()

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实现流程：

1. 导入库：导入csv库用于读取CSV文件，导入geopandas库用于处理地理空间数据。
2. 定义get_map_extent函数：该函数接收一个.shp文件路径作为参数，读取该文件，并返回其地理边界范围。
3. 定义calculate_sheet_ranges函数：该函数接收一个边界范围作为参数，计算并返回一个图幅编号列表。图幅编号的计算规则是按照经纬度5度的间隔。
4. 定义main函数：这是程序的主要执行函数。它首先读取一个CSV文件，然后对于CSV文件中的每一个条目，执行以下步骤：
   • 构造.shp文件路径。
   • 调用get_map_extent函数获取地图边界范围。
   • 调用calculate_sheet_ranges函数计算图幅编号。
   • 打印出当前处理的国家和其地图边界范围。
   • 将地图边界范围和图幅编号添加到结果列表中。
5. 执行入口：如果该脚本作为主程序运行，将调用main函数。

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代码运行示例：

• 预备Shapefile文件：

• 程序输出：

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应用范围：

• 地理信息系统（GIS）：用于处理和分析地理空间数据。
• 地图制作：确定地图的边界范围和图幅编号，有助于地图的制作和布局。
• 空间数据分析：在进行空间数据分析时，可以利用此脚本快速获取地图边界和图幅编号，进而进行更深入的分析。
• 科研和教育：在地理学、城市规划、环境科学等领域的研究和教学中，用于数据处理和分析。

注意事项：

• 代码中的shp_file_path是一个格式化字符串，需要根据实际的文件路径进行调整。
• calculate_sheet_ranges函数中的注释掉的代码块可能是用于不同的计算规则或示例。
• 代码中的打印语句用于调试和验证，展示了每个国家的边界范围和图幅编号。

相关函数及调用库的解释说明：

函数及调用库	描述
csv	Python标准库中的模块，用于读写CSV（逗号分隔值）文件。在此代码中，它被用来读取包含国家信息的CSV文件。
geopandas	一个开源项目，扩展了pandas库的功能，使其能够处理地理空间数据。它允许用户读取、处理和分析地理空间数据。
get_map_extent(shp_file_path)	此函数接收一个Shapefile的文件路径作为参数，使用geopandas的read_file方法读取Shapefile，并获取其几何边界。返回值是一个包含最小经度、最小纬度、最大经度、最大纬度的元组。
calculate_sheet_ranges(map_extent)	此函数接收一个地图边界范围作为参数，并基于这个范围计算图幅编号。按照南北纬和东西经的5度间隔规则来划分图幅，并返回一个包含这些图幅编号的列表。

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