Python 用于地理空间数据分析

第 7 章 GeoPandas 和空间统计

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地图是美丽的。它们所讲述的故事可以如此吸引人，以至于人们很容易无意中忽略了其中的地理空间统计数据。但地理空间地图并不是简单的静态图像。它们中蕴含着信息，如 GIS 图层中与特定特征相关的属性或光栅图像中观察到的像素密度。

Python 有多种用于处理地理空间数据的软件包。如果你熟悉 Python，那么你可能知道Pandas，这是一个专门为 Python 开发的数据分析工具。 Pandas 允许我们将各种数据类型读入数据帧：一组包含行（表示记录）和列（表示属性）的表格。GeoPandas是 pandas 的扩展，可以让您使用所谓的GeoDataFrame（地理数据帧）来处理几何和地理空间数据：地理空间数据帧中的每一行都是一个空间特征，如点、线或多边形。

本章将向您介绍如何使用 GeoPandas 和 GeoDataFrames 以及其他一些重要软件包（如用于可视化数据的matplotlib和人口普查数据 API）分析数据和创建地图。您还将学习如何访问地理空间文件，并通过创建和比较人口分布图深入研究人口数据。

安装 GeoPandas

要安装 GeoPandas，需要在终端中使用conda 和conda-forge 。 与前几章一样，我还将向你展示如何为处理本章数据所需的所有文件创建一个环境。

安装 GeoPandas 可能有点棘手。把它想象成一个喜怒无常的青少年。它经常想先下手为强（导入），喜欢最新的潮流（注意依赖关系的版本）。它还喜欢一个响亮的昵称：通常，GeoPandas 被称为gpd ，但有时代码会写出geopandas 。请注意并调整您的变量。

要设置 环境，请从以下步骤开始：

conda create --name geop_env python = 3.X 

您可以在这里添加您的 Python 版本。

MacBook-Pro-8:~ USERNAME$ conda activate geop_env

现在，您可以开始将文件安装到geop_env ：

conda install -c conda-forge geopandas

现在，您可以添加任何想访问的软件包到geop_env 。如果你想要地理空间分析软件包集，我建议你下载地理空间软件包，但 ，如果你愿意，现在可以单独添加软件包：

conda install -c conda-forge geospatial

GeoPandas 简化了在 Python 中处理地理空间数据的工作。让我们来探索扩展操作，让您能够对几何数据执行空间操作。

使用 GeoJSON 文件

GeoPandas 可让您处理 GeoJSON 文件。您可能听说过 JSON 这种常见的数据交换格式。GeoJSON 是一种基于 JSON 的数据交换格式，专门用于表示地理数据结构及其非空间属性。使用 GeoJSON 文件可以非常简单地确定地图的坐标和位置。

图 7-1显示了来自geojson.io 的地图。Geojson.io是一款开源工具，可简化地图的创建、查看和共享。您可以在互联网上执行各种功能，而无需向计算机下载任何数据。

图 7-1. 放大巴黎第一区并选择边界以创建 ...