用途:在 Python 中读写并分析地理空间矢量数据,如 Shapefile、GeoJSON、GeoPackage、KML,也可处理 OpenStreetMap 数据或卫星衍生的矢量数据。核心是 GeoDataFrame(至少含一个 geometry 列)和坐标参考系(CRS),用于空间连接、几何操作与坐标变换。
主要能力:spatial join(如判断哪些点落在多边形内)、几何操作(buffer、centroid、convex hull)、CRS 重投影(经纬度到米)、空间关系判断(contains、overlaps、touches、within)、叠置集合操作(union、intersection、difference)、专题制图(分级设色图),以及用 .explore() 生成交互地图。
使用方式:安装命令为 pip install geopandas pyarrow pyproj fiona shapely;常见导入包括 import geopandas as gpd、from shapely.geometry import Point, LineString, Polygon。典型模式是 gpd.read_file 读取数据、to_crs 重投影、gpd.sjoin 空间连接、gdf.buffer 建立缓冲区、gdf.plot 绘图、gdf.explore 交互展示。测量面积或距离前需投影到米制坐标参考系;大数据集可用 sindex 或 sjoin 加速,并可用 GeoParquet 读写以提高速度。
限制与注意:不要在经纬度 CRS(如 EPSG:4326)上计算 .area 或 .distance,结果没有实际意义;避免逐行循环,应使用向量化空间操作;多几何列时需用 set_geometry 指定活动几何;需检查 gdf.crs、用 is_valid 验证几何并可用 buffer(0) 修复小的拓扑错误;缓冲区可能耗尽内存,可降低 resolution 或先 simplify。资料未说明收费、价格或具体平台支持情况。