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Contents

Python与开源GIS：数据处理、空间分析与地图制图

声明：

2023年7月9日

代码的调试迁移到 Debian 12 ， 并进行了一些问题修改。 网站发布程序进行了重构，更换了 Sphinx 发布主题。

2022年4月14日

关于本网站，原本是为了宣传Python在开源GIS中的应用，主要作为专著《Python与开源GIS》的补充。 在书中用到了一些资源，以及超出内容之外的一些技术，需要进一步说明。 图书出版以来，得到不错的认可，但作为技术书籍，出版近两年半，有些内容需要进行与补充。 所以自此以后，本网站发布内容不再局限于书中已有内容，会作为独立的网站内容发布。

网站是根据 Jupyter 中内容转换后生成，根据脚本生成静态网站。 图书的撰写与 Jupter 中内容的制作是独立的，由于时间有限，网站的很多内容不能及时更新，也存在有多种问题，阅读时请多注意。

Python 的 GIS 类库列表

这里列出了与 GIS 相关的 Python 开源类库与工具。

基础类库（抽象库）

• GDAL/OGR 是大部分开源GIS的基础，也包括如ArcGIS、FME这样的商业软件 打开 ；

• Proj 地图投影类库 打开；

• geojson类库，用于 GeoJson 格式的数据处理

• Rasterio用于栅格影像处理

• Geos是由C开发的空间关系与分析类库

Python类库

• Shapley 是基于 Geos 的封装 Python 库

• Fiona 用于矢量数据的读入、写出

• Rtree 是Rtree空间索引的类库

• pyproj 是 Proj 的Python 接口扩展

• python-rasterstats 用于栅格数据的计算

• OWSLib 基于OGC标准进行信息访问

• Basemap 基于 Matplotlib 的绘图库

• Descartes 运用matplotlib对空间数据画图

• Mercantile 球面墨卡托投影

GIS工具

• GeoPandas 整合了pandas, shapely, fiona, descartes, pyproj 和 rtrees，用于数据处理

• GeoDjango django出品，集成了GIS功能的门户网站程序

• python-rasterstats 栅格数据统计

• PostGIS 地理空间数据库软件

桌面软件

• QGIS

• GRASS Python

• 1. 引言
  • 1.1. GIS的概念
  • 1.2. 开源空间信息软件体系与技术概述
  • 1.3. 配置 Python 开发与运行环境
  • 1.4. Python基础用法
• 2. 使用 GDAL 操作栅格数据
  • 2.1. GDAL简介
  • 2.2. 开始使用GDAL
  • 2.3. 读取遥感影像的信息
  • 2.4. 使用GDAL访问栅格数据集的数据
  • 2.5. 访问索引图像的处理
  • 2.6. 使用GDAL创建影像
  • 2.7. GDAL和 Pillow 的互操作
• 3. 使用Rasterio处理栅格数据
  • 3.1. RaterIO介绍
  • 3.2. 开始使用
  • 3.3. NumPy 掩膜
  • 3.4. 使用 RasterIO 作图
  • 3.5. RasterIO的其他技术细节
  • 3.6. 读取和写入栅格文件的“窗口”
  • 3.7. 命令行用户指南
• 4. 使用 OGR 库操作矢量数据
  • 4.1. 使用OGR模块打开矢量数据
  • 4.2. 读取矢量数据
  • 4.3. 使用 OGR 创建矢量数据
  • 4.4. 空间过滤器（Spatial filters）
  • 4.5. 空间计算
• 5. 使用Fiona
  • 5.1. 读取矢量数据
  • 5.2. 格式的驱动，CRS，界限和图式
  • 5.3. 写入矢量数据
  • 5.4. 高级主题
• 6. 空间参考与坐标转换
  • 6.1. PROJ.4简介
  • 6.2. 显示参数
  • 6.3. Proj 类
  • 6.4. osr 模块简介与用法
  • 6.5. 坐标转换
• 7. 矢量数据的空间分析：使用Shapely
  • 7.1. 开始使用 Shapely
  • 7.2. Shapely 中几何要素的操作
  • 7.3. 谓词
  • 7.4. DE九交空间(DE-9IM)关系
  • 7.5. 生成新几何对象的方法
  • 7.6. 合并线性要素
  • 7.7. Shapely互操作接口
• 8. 使用 SpatiaLite 空间数据库
  • 8.1. 开源地理空间数据库
  • 8.2. 开始运行SpatiaLite命令行
  • 8.3. 在Python中使用SpatiaLite
  • 8.4. 针对数据表的操作
  • 8.5. 导入Shapefile
  • 8.6. 熟悉Geometry
  • 8.7. 管理坐标参考与坐标转换
  • 8.8. 评价几何对象之间的关系
  • 8.9. SQLite 的虚拟数据库
• 9. 使用 Mapnik 进行地图制图
  • 9.1. Mapnik概述
  • 9.2. 地图和图层对象的属性和方法
  • 9.3. 数据源
  • 9.4. 绘制栅格影像
  • 9.5. 绘制线
  • 9.6. 绘制多边形
  • 9.7. 绘制标注
  • 9.8. 绘制点状要素
• 10. 使用 Cartopy 进行地图绘图
  • 10.1. Cartopy 介绍
  • 10.2. 开始使用 Cartopy
  • 10.3. Cartopy绘图功能
  • 10.4. Cartopy 地图绘图1
  • 10.5. Cartopy地图绘图2
  • 10.6. 绘制不同区域的方法
• 11. GeoPandas的用法
  • 11.1. 了解数据结构与数据读写方法
  • 11.2. 地图工具
  • 11.3. 管理投影
  • 11.4. 数据处理方法
  • 11.5. 其他
• 12. QGIS桌面应用
  • 12.1. 在 QGIS 中使用 Python
• 13. 通过Python连接GRASS进行地理空间数据分析
  • 13.1. Call GRASS Command via Python
• 14. 使用Python辅助处理WebGIS
  • 14.1. 使用Python处理MapServer配置文件Mapfile
  • 14.2. 使用MapScript模块访问 MapServer 程序
  • 14.3. 使用Folium 进行WebGIS 应用
• 15. Python下面其他开源GIS库的使用
  • 15.1. 使用pyshp读写Shapefile
  • 15.2. GeoJSON
  • 15.3. Python:Rtree 安转和使用
• 16. [图书说明与周边]
  • 16.1. 在Debian/Ubuntu系统下面Python的开源GIS类库与工具
  • 16.2. Windows下面安装使用Python与开源GIS相关类库、工具的心得体会
  • 16.3. VirtualBox 虚拟机介绍与使用
  • 16.4. Linux与不同的发行版介绍
  • 16.5. 勘误与补充
  • 16.6. 制图
• 17. [附录]使用Basemap进行地图可视化
  • 17.1. Basemap介绍与安装
  • 17.2. 开始使用 Basemap
  • 17.3. 地图界线与地图背景的绘制
  • 17.4. 使用plot绘图
  • 17.5. 使用数据
  • 17.6. 球面距离案例
  • 17.7. 自定义色彩映射
  • 17.8. Basemap 地震数据可视化案例

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1. 引言