python如何利用fiona判定那些point在那些polygon内

问题来源，我有两个数据数据：一个是矢量面数据、一个是矢量point数据，那么如何判定那些point数据在包含在矢量面范围内，并把point在对应面的 属性表的字段，写入到point内；

什么是foina

fiona是一个用于读写矢量空间数据文件的Python包，是由Sean Gillies等人写的，其底层是C++开发的OGR库（一个开源GIS库）。

安装fiona包最好是下载wheel文件（编译发布的包）进行安装，因为用源码发布的包进行安装有一个编译（build）过程，如安装机器上没有相应的编译器，则会出现安装错误。此外，fiona的依赖包GDAL也是同样情况。
GDAL和fiona的wheel文件可以从Unofficial Windows Binaries for Python Extension Packages网站上下载。安装fiona前先要安装GDAL。

要根据安装机器的操作系统是64位还是32位；以及Python版本是python 2或者 python 3选择安装对应文件；

读文件首先是要利用open()函数的读模式返回Collection对象。
Collection对象有很多属性，利用Collection对象属性可以了解文件的基本情况。

import pprint
import fiona
c = fiona.open(r"d:\data\c.shp")
pprint.pprint(c.schema)

Collection对象是可迭代对象，可以通过循环返回每条记录，也可以通过索引返回其中的一条记录。
返回的记录是一个字典，包含id、geometry、properties、type等键，类似GeoJSON中的Feature。

在一个记录中，geometry键的值包含了该记录的几何类型及坐标值。
fiona定义的几何类型和GeoJSON是一致的，包括Point、LineString、Polygon、MultiPoint、MultiLineString以及MultiPolygon。
坐标值的表示方式与几何类型是相关的.

几何类型

shapefile文件的几何（二维）类型只有4种：点（Point）、多点（MultiPoint）、线（Polyline）和多边形（Polygon），在文件层面没有区分LineString和MultiLineString、Polygon和MultiPolygon，但坐标的表示形式是不一样，可以通过每个记录的坐标进行区分。

在一个记录中，geometry键的值包含了该记录的几何类型及坐标值。
fiona定义的几何类型和GeoJSON是一致的，包括Point、LineString、Polygon、MultiPoint、MultiLineString以及MultiPolygon。
坐标值的表示方式与几何类型是相关的。

注：Polygon的坐标形式实际上是由一个外边线和多个内边线坐标组成的列表，这种形式可以表示所有多边形（包括有孔洞的多边形）。

shapefile文件的几何（二维）类型只有4种：点（Point）、多点（MultiPoint）、线（Polyline）和多边形（Polygon），在文件层面没有区分LineString和MultiLineString、Polygon和MultiPolygon，但坐标的表示形式是不一样，可以通过每个记录的坐标进行区分。

什么是shapely

shapely是一个用于几何对象构建与操作的Python包，底层是用C++写的GEOS库，很多开源的GIS软件（如QGIS）是利用GEOS库开发的。

Shapely访问地址

shapely包定义了多个类型的几何对象，其中，Point、MultiPoint、LineString、MultiLineString、Polygon以及MultiPolygon和fiona定义的几何类型是一致的，此外，还包括LinearRing、box等。
shapely包中的geometry模块提供了创建几何对象的构造函数
几何对象的构建是在构造函数中传入坐标参数。

from shapely.geometry import MultiPolygon
polygon1 = Polygon([(0, 0), (1, 1), (1, 0)])
polygon2 = Polygon([(1, 1.1), (1, 2), (2, 2)])
polygons = MultiPolygon([polygon1,polygon2])
polygons[0]

几何对象有一些共同属性，如area，尽管点和线的area属性值恒定为0；也有一些属性是和几何对象的类型相关，如Polygon有exterior和interiors属性，但其它对象没有。

coords属性只有Point、LineString和LinearRing这些几何对象才具有，返回的值是一个坐标序列对象，可以利用list()函数或切片操作（[:]）把坐标序列对象转换成坐标序列列表，或利用索引返回某个点的坐标。

几何对象的方法主要有几个方面：
计算对象之间的距离，返回距离值。
对几何对象进行空间操作，产生新的几何对象。
对几何对象进行空间拓扑分析，返回True或False。

from shapely.geometry import Point
from shapely.geometry import LineString
point = Point([1,1])
line = LineString(((0,0), (1,1), (1,0)))
dist = point.distance(line)
h_dist = point.hausdorff_distance(line)
print(dist)
print(h_dist)

from shapely.geometry import Point
a = Point(1, 1).buffer(1.5)
b = Point(2, 1).buffer(1.5)
result = a.intersection(b)
result

先进行缓冲操作，然后进行求交操作.

from shapely.geometry import LineString
from shapely.geometry import Polygon
line = LineString([(0.1,0.1), (0.9,0.9)])
polygon = Polygon([(0,0), (1,0), (1,1), (0,1)])
print(line.crosses(polygon))
print(line.intersects(polygon))

判断线和多边形是否crosses和intersects

代码展示

本文主要实现的是：将按矢量面范围剪裁处理的另一份矢量point数据，逐个点进行与 感兴趣区面进行intersects（）叠加分析，如果是包含，那么就把矢量面包含的point数据写入到新的shp数据中，然后将矢量面数据的其中一个fileds写入到新的point数据的属性表内部；

from shapely.geometry import LineString
from shapely.geometry import Point
from shapely.geometry import Polygon
from shapely.geometry import MultiLineString
import fionakansas_c = fiona.open('D:/20200309/shujushouji/python+jupyternoterbook/zuoye1(1)/6栅格数据操作/sample_regions/sample_regions.shp', 'r')
#coordinates = kansas_c[0]['geometry']['coordinates'][0]
#polygon = Polygon(coordinates)
#kansas_c.close()high_c = fiona.open('D:/20200309/shujushouji/python+jupyternoterbook/zuoye1(1)/6栅格数据操作/sample_regions/grid_points1.shp', 'r')
source_driver = high_c.driver
source_crs = high_c.crs
source_schema = high_c.schema
target = fiona.open('D:/20200309/shujushouji/python+jupyternoterbook/zuoye1(1)/6栅格数据操作/sample_regions/shuchupoint.shp', 'w',driver=source_driver,crs=source_crs, schema=source_schema)
for record in high_c:coordinates = record['geometry']['coordinates']#print(coordinates)record_line = Point(coordinates)for i in range(0, len(kansas_c)):coordinates = kansas_c[i]['geometry']['coordinates'][0]polygon = Polygon(coordinates)if record_line.intersects(polygon):FIELDSS = kansas_c[i]['properties']['type']#print(FIELDSS)record['properties']['land_type']=FIELDSStarget.write(record)
target.close()
high_c.close()

利用了foina的那些函数

主要是：
（1）利用Collection对象的write(feature)或writerecords(feature_list)方法可以把要素或要素列表写入Collection对象中。要素写入到Collection对象后，并没并没有立即保存到文件，只有当关闭Collection对象时，Collection对象中的数据才会写到文件中。

Collection对象是可迭代对象，可以通过循环返回每条记录，也可以通过索引返回其中的一条记录。
返回的记录是一个字典，包含id、geometry、properties、type等键，类似GeoJSON中的Feature。

（2）利用sharpely空间拓扑分析
，利用空间分析的intersects（）叠加分析确认是否：是否和另一个几何对象相交或有包含关系。