用途:使用 geopandas 处理地理矢量数据,使用 xarray 处理多维气候/天气数据集。适用于读取与分析 shapefile、GeoJSON、GeoPackage,执行空间连接、相交、缓冲和融合,读取 NetCDF 气候数据,进行坐标参考系转换与投影,绘制地图和分级色彩图,以及面积、距离和几何计算。不适用于卫星影像分类或机器学习(应使用 rasterio/torchgeo)、实时 GPS 跟踪或路径规划、交互式 Web 地图应用(应使用 folium 或 deck.gl),以及无空间属性的普通表格数据(应使用 pandas)。
主要能力与用法:使用 gpd.read_file 读取本地文件或 URL 中的矢量数据,可查看 crs、geometry.type、total_bounds 等。通过 set_crs 指定坐标系,使用 to_crs 转换投影,面积计算前应先转到等面积坐标系(如 ESRI:54009)。空间操作包括 sjoin 连接、buffer 缓冲、dissolve 融合、overlay 叠加、clip 裁剪和 sjoin_nearest 最近连接。可视化使用 matplotlib:gdf.plot 绘制基本图,choropleth 用 column 参数按属性着色,可多层叠加并保存为 PDF。xarray 用 open_dataset 或 open_mfdataset 读取 NetCDF,支持 sel 按坐标选取、groupby 与 resample 做时间聚合、mean 做空间平均,并可写回 to_netcdf。结合两者可通过 sel(lat=..., lon=..., method="nearest") 在站点坐标处采样栅格值。
最佳实践与限制:执行空间操作前务必检查并设置一致 CRS,否则会报错;缓冲和距离运算应使用投影坐标系(米),不要用 EPSG:4326;大面积多文件气候数据建议 open_mfdataset 并配合 chunks;使用 ds.close() 或上下文管理器关闭大型数据集;点匹配优先 sjoin_nearest;合并几何优先 dissolve;多图层结果建议写入 GeoPackage。资料中未提供安装命令、收费方式、平台限制或性能数据。