GDAL 空间关系解析

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前言

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空间关系用于判断几何对象之间位置关系，GDAL支持相交、相离、包含等多种空间关系。在GIS开发中，空间分析离不开准确的空间关系判断，选择何种空间关系，对数据查询和分析速度的影响也会有差异，所以，熟练掌握各种空间关系是很有必要的。

在之前的文章中讲了如何使用GDAL或者ogr2ogr工具将txt以及csv文本数据转换为Shp格式，本篇教程在之前一系列文章的基础上讲解如何使用GDAL 空间关系解析。

如果你还没有看过，建议从以上内容开始。

1. 开发环境

本文使用如下开发环境，以供参考。

时间：2025年

系统：Windows 11

Python：3.11.7

GDAL：3.11.1

2. 判断几何关系

定义一个方法SpatialRelations用于判断要素间空间关系，该方法接收两个参数，其中polygonPath指向面文件路径，pointPath指向点文件路径。

python 复制代码

"""
说明：判断空间关系
参数：
    -polygonPath：面图层数据路径
    -pointPath：点图层数据路径
"""
def SpatialRelations(polygonPath,pointPath):

对于数据的基础操作步骤为获取数据驱动，获取数据源，再到获取目标图层。

ini 复制代码

# 检查文件是否存在
checkFilePath(polygonPath)
checkFilePath(pointPath)

# 添加数据驱动
shpDriver = ogr.GetDriverByName("ESRI Shapefile")

# 获取数据源
polygonDs = shpDriver.Open(polygonPath)
pointDs = shpDriver.Open(pointPath)

# 获取图层
polygonLayer = polygonDs.GetLayer(0)
pointLayer = pointDs.GetLayer(0)

方法checkFilePath用于检查文件路径是否正常，接受一个路径参数。

python 复制代码

"""
说明：检查文件路径是否正常
参数：
    -filePath：文件数据路径
"""
def checkFilePath(filePath):
    if os.path.exists(filePath):
        print("文件数据路径存在")
    else:
        print("文件数据路径不存在，请检查！")

本文基于以下数据进行空间关系判断。

3. 相交关系

通过GetNextFeature或者GetFeature方法获取要素，其中GetFeature方法需要传入指定FId参数。

ini 复制代码

    # 遍历面图层要素
    for polyFeature in polygonLayer:
        # 获取几对象
        polyGeom = polyFeature.GetGeometryRef()
        # 获取要素Id
        featId = polyFeature.GetField("Id")
        print(f"n面状要素~~~~~Id：{featId}n")

        # 获取几何要素
        polyGeom = polyFeature.GetGeometryRef()
        # print(f"面状几何：{polyGeom}")

        # 遍历点图层要素
        for ptFeature in pointLayer:
            # 获取几何对象
            ptGeom = ptFeature.GetGeometryRef()
            # print(f"点状几何：{ptGeom1}")

            # 获取要素名称
            featName = ptFeature.GetField("name")   

            # 相交
            result = polyGeom.Intersect(ptGeom)

            description = "不相交" if result == False else "^^😊相交😊^^"

            print(f"面要素【{featId}】与点要素【{featName}】 是否相交：{result} （{description}）")

其中相交关系输出结果显示如下，与图形显示结果一致。

其中相离关系输出结果显示如下，与图形显示结果一致。

其中相接关系输出结果显示如下，与图形显示结果一致。

还有包含（Contains）、重叠（Overlaps）、在...之内（Within） 等空间关系，留给感兴趣的读者自行实现。

4. 注意事项

在windows开发环境中同时安装GDAL与PostGIS，其中投影库PROJ的环境变量指向PostGIS的安装路径，在运行GDAL程序时，涉及到要素、几何与投影操作时会导致异常。具体意思为GDAL不支持PostGIS插件中的投影库版本，需要更换投影库或者升级版本。

RuntimeError: PROJ: proj_identify: D:Program FilesPostgreSQL13sharecontribpostgis-3.5projproj.db contains DATABASE.LAYOUT.VERSION.MINOR = 2 whereas a number >= 5 is expected. It comes from another PROJ installation.

解决办法为修改PROJ的环境变量到GDAL支持的版本或者在GDAL程序开头添加以下代码：

python 复制代码

os.environ['PROJ_LIB'] = r'D:\Programs\Python\Python311\Libsite-packages\osgeo\data\proj'

图片效果

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