Polygon - Полигон

class axipy.Polygon

Базовые классы: Geometry

Геометрический объект типа полигон. Представляет собой часть плоскости, ограниченной замкнутой полилинией. Кроме внешней границы, полигон может иметь одну или несколько внутренних (дырок).

Параметры:

points –
Список точек внешнего контура. Может задаваться следующим образом:
- В виде списка list из пар tuple.
- В виде перечня точек. В данном случае, если необходимо задать СК, то требуется явно указать наименование параметра.
- В виде итератора по элементам, состоящих из пар tuple.
cs – Система Координат, в которой создается геометрия.

Пример.

poly = Polygon([(0, 0), Pnt(1, 10), Pnt(10, 11), (10, 2)])  # Создадим объект
poly.points[2] = (14, 15)  # Поменяем вторую точку
poly.points.insert(3, (11, 5))  # Добавим точку
for p in poly.points:  # Просмотр точек полигона
    print("point:", p)
poly.points.remove(2)  # Удалим вторую точку

Конструктор класса:

__init__(*points[, cs])

Классовые методы:

`distance_by_points`(start, end[, cs])	Производит расчет расстояния между двумя точками и азимут от первой до второй точки.
`from_geojson`(json[, cs])	Возвращает геометрию из ее 'GeoJSON' представления.
`from_mif`(mif)	Возвращает геометрию из ее 'MIF' представления.
`from_rect`(rect[, cs])	Создает полигон на базе прямоугольника.
`from_wkb`(wkb[, coordsystem])	Создает геометрический объект из строки формата WKB.
`from_wkt`(wkt[, coordsystem])	Создает геометрический объект из строки формата WKT.
`point_by_azimuth`(point, azimuth, distance[, cs])	Производит расчет координат точки относительно заданной, и находящейся на расстоянии distance по направлению azimuth.

Свойства:

`bounds`	Возвращает минимальный ограничивающий прямоугольник.
`coordsystem`	Система Координат (СК) геометрии.
`holes`	Дырки полигона.
`is_valid`	Проверяет геометрию на валидность.
`is_valid_reason`	Если геометрия неправильная, возвращает краткую аннотацию причины.
`name`	Возвращает наименование геометрического объекта.
`points`	Точки полигона.
`type`	Возвращает тип геометрического элемента.

Методы:

`affine_transform`(trans)	Трансформирует объект исходя из заданных параметров трансформации.
`almost_equals`(other, tolerance)	Производит примерное сравнения с другой геометрией в пределах заданной точности.
`boundary`()	Возвращает границы геометрии в виде полилинии.
`buffer`(distance[, resolution, capStyle, ...])	Производит построение буфера вокруг объекта.
`centroid`()	Возвращает центроид геометрии.
`clone`()	Создает копию объекта.
`contains`(other)	Возвращает True, если геометрия полностью содержит передаваемую в качестве параметра геометрию.
`convex_hull`()	Возвращает минимальный окаймляющий полигон со всеми выпуклыми углами.
`covers`(other)	Возвращает True, если геометрия охватывает геометрию other.
`crosses`(other)	Возвращает True, если при пересечении геометрий объекты частично пересекаются.
`difference`(other)	Возвращает область первой геометрии, которая не пересечена второй геометрией.
`disjoint`(other)	Возвращает True, если геометрии не пересекаются и не соприкасаются.
`envelope`()	Возвращает полигон, описывающий заданную геометрию.
`equals`(other)	Производит сравнение с другой геометрией.
`get_area`([area_unit])	Рассчитывает площадь, если объект площадной.
`get_distance`(other[, u])	Производит расчет расстояния до объекта other.
`get_length`([u])	Рассчитывает длину геометрии.
`get_line_direction`()	Направление линии.
`get_perimeter`([u])	Рассчитывает периметр геометрии.
`intersection`(other)	Возвращает область пересечения с другой геометрией.
`intersects`(other)	Возвращает True, если геометрии пересекаются.
`overlaps`(other)	Возвращает True, если пересечение геометрий отличается от обеих геометрий.
`relate`(other)	Проверяет отношения между объектами.
`reproject`(cs)	Перепроецирует геометрию в другую систему координат.
`rotate`(point, angle)	Поворот геометрии относительно заданной точки.
`scale`(kx, ky)	Масштабирует объект по заданным коэффициентам масштабирования.
`set_line_direction`(direction)	Задание направления линии.
`shift`(dx, dy)	Смещает объект на заданную величину.
`split_by_polyline`(splitter)	Разрезает объект линейным объектом.
`symmetric_difference`(other)	Возвращает логический XOR областей геометрий (объединение разниц).
`to_geojson`()	Преобразует геометрию в формат 'GeoJSON'
`to_linestring`()	Пробует геометрию преобразовать в линейный объект.
`to_mif`()	Преобразует геометрию в формат MIF.
`to_polygon`()	Пробует геометрию преобразовать в площадной объект.
`to_wkb`()	Возвращает WKB строку для геометрии.
`to_wkt`()	Возвращает WKT строку для геометрии.
`touches`(other)	Возвращает True, если геометрии соприкасаются.
`union`(other)	Возвращает результат объединения двух геометрий.
`within`(other)	Возвращает True, если геометрия находится полностью внутри геометрии other.

__init__(*points: Union[Pnt, Tuple[float, float], Iterable[Pnt], Iterable[Tuple[float, float]]], cs: Optional[CoordSystem] = None)

affine_transform(trans: QTransform) → Geometry

Трансформирует объект исходя из заданных параметров трансформации.

Параметры:: trans – Матрица трансформации.

См.также

Для простых операций типа сдвиг, масштабирование и поворот, рекомендуется использовать shift(), scale(), rotate() соответственно.

Для выполнения преобразования необходимо сформировать матрицу PySide2.QtGui.QTransform. Сделать это можно или последовательно дополняя преобразование или же сразу задав необходимые коэффициенты.

Пример последовательного задания матрицы.

from PySide2.QtGui import QTransform
dx = 5
dy = 5
scale_x = 0.5
scale_y = 0.5
# Исходная линия
line = Line((1,1), (10,10))
print('source>>', line)
'''
source>> Line begin=(1.0 1.0) end=(10.0 10.0)
'''
# Формируем матрицу 
# Сначала масштабируем
tr = QTransform.fromScale(scale_x, scale_y)
# Затем перемещаем
tr *= QTransform.fromTranslate(dx, dy)
# Применяем матрицу
line_transform = line.affine_transform(tr)
print('transformed>>', line_transform)
'''
transformed>> Line begin=(5.5 5.5) end=(10.0 10.0)
'''

Пример задания матрицы через коэффициенты.

from PySide2.QtGui import QTransform
dx = 5
dy = 5
scale_x = 0.5
scale_y = 0.5
# Исходная линия
line = Line((1,1), (10,10))
print('source>>', line)
'''
source>> Line begin=(1.0 1.0) end=(10.0 10.0)
'''
# Зададим матрицу, сразу указав коэффициенты
tr = QTransform(scale_x, 0, 0, scale_y, dx, dy)
line_transform = line.affine_transform(tr)
print('transformed>>', line_transform)
'''
transformed>> Line begin=(5.5 5.5) end=(10.0 10.0)
'''

almost_equals(other: Geometry, tolerance: float) → bool

Производит примерное сравнения с другой геометрией в пределах заданной точности.

Параметры:

other – Сравниваемый объект.
tolerance – Точность сравнения.

Результат:

Возвращает True, если геометрии равны в пределах заданного отклонения.

boundary() → Geometry: Возвращает границы геометрии в виде полилинии.

property bounds: Rect: Возвращает минимальный ограничивающий прямоугольник.

buffer(distance: float, resolution: int = 16, capStyle: LineCapStyle = LineCapStyle.Round, join_style: LineJoinStyle = LineJoinStyle.Round, mitreLimit: float = 5.0) → Geometry

Производит построение буфера вокруг объекта.

Параметры:

distance – Ширина буфера.
resolution – Количество сегментов на квадрант.
capStyle – Стиль окончания.
join_style – Стиль соединения.
mitreLimit – Предел среза.

centroid() → Optional[Point]: Возвращает центроид геометрии.

clone() → Geometry: Создает копию объекта.

contains(other: Geometry) → bool: Возвращает True, если геометрия полностью содержит передаваемую в качестве параметра геометрию.

convex_hull() → Geometry: Возвращает минимальный окаймляющий полигон со всеми выпуклыми углами.

property coordsystem: CoordSystem: Система Координат (СК) геометрии.

covers(other: Geometry) → bool: Возвращает True, если геометрия охватывает геометрию other.

crosses(other: Geometry) → bool: Возвращает True, если при пересечении геометрий объекты частично пересекаются.

difference(other: Geometry) → Geometry: Возвращает область первой геометрии, которая не пересечена второй геометрией.

disjoint(other: Geometry) → bool: Возвращает True, если геометрии не пересекаются и не соприкасаются.

static distance_by_points(start: Union[Pnt, Tuple[float, float]], end: Union[Pnt, Tuple[float, float]], cs: Optional[CoordSystem] = None) → Tuple

Производит расчет расстояния между двумя точками и азимут от первой до второй точки.

См.также

Обратная функция point_by_azimuth()

Параметры:

start – Начальная точка. Если задана СК, то координаты в ней.
end – Конечная точка. Если задана СК, то координаты в ней.
cs – СК, на базе эллипсоида которой производится расчет. Если не задана, то расчет производится на плоскости.

Результат:

Возвращается пара значений (расстояние в метрах, азимут в градусах)

envelope() → Geometry: Возвращает полигон, описывающий заданную геометрию.

equals(other: Geometry) → bool

Производит сравнение с другой геометрией.

Параметры:: other – Сравниваемая геометрия.
Результат:: Возвращает True, если геометрии равны.

static from_geojson(json: str, cs: Optional[CoordSystem] = None) → Geometry

Возвращает геометрию из ее „GeoJSON“ представления.

Параметры:

json – json представление в виде строки.
cs – Система координат.

static from_mif(mif: str) → Geometry

Возвращает геометрию из ее „MIF“ представления.

Параметры:: mif – mif представление в виде строки.

static from_rect(rect: Rect, cs: Optional[CoordSystem] = None) → Polygon

Создает полигон на базе прямоугольника.

Параметры:

rect – Прямоугольник, на основе которого формируются координаты.
cs – Система Координат, в которой создается геометрия.

static from_wkb(wkb: bytes, coordsystem: Optional[CoordSystem] = None) → Geometry

Создает геометрический объект из строки формата WKB.

Параметры:

wkb – Строка WKB
coordsystem – Система координат, которая будет установлена для геометрии.

Пример.

wkb = b'\x01\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00$@\x00\x00\x00\x00\x00\x00$@'
pnt = Geometry.from_wkb(wkb)

static from_wkt(wkt: str, coordsystem: Optional[CoordSystem] = None) → Geometry

Создает геометрический объект из строки формата WKT.

Параметры:

wkt – Строка WKT. Допустимо задание строки в формате с указанием SRID (EWKT). В данном случае система координат для создаваемой геометрии будет установлено исходя их этого значения.
coordsystem – Система координат, которая будет установлена для геометрии. Если строка задана в виде EWKT и указано значение SRID, игнорируется.

Пример.

polygon = Geometry.from_wkt('POLYGON ((10 10, 100 100, 100 10, 10 10))')
point = Geometry.from_wkt('SRID=4326;POINT (10 10)')
crs = CoordSystem.from_epsg(4326)
pline = Geometry.from_wkt('LINESTRING (30 10, 10 30, 40 40)', crs)

get_area(area_unit: Optional[AreaUnit] = None) → float

Рассчитывает площадь, если объект площадной. В противном случае возвращает 0. В случае, если СК задана как Широта/Долгота, то расчет производится на сфере в квадратных метрах.

Пример.

# В проекции Меркатора:
csMercatorKm = CoordSystem.from_prj("10, 104, 1, 0")
poly = Polygon([(0, 0), (0, 2), (2, 2), (2, 0)], cs=csMercatorKm)
print('Area Mercator km:', poly.get_area())
print('Area Mercator m:', poly.get_area(Unit.sq_m))
print('Perimeter Mercator km:', poly.get_perimeter())
print('Perimeter Mercator m:', poly.get_perimeter(Unit.m))
# В Широте/Долготе
poly.coordsystem = CoordSystem.from_prj("1, 104")
print('Area LL m:', poly.get_area())
print('Area LL km:', poly.get_area(Unit.sq_km))
print('Perimeter LL m:', poly.get_perimeter())
print('Perimeter LL km:', poly.get_perimeter(Unit.km))
'''
>>> Area Mercator km: 4.017946986632519
>>> Area Mercator m: 4017946.9866325194
>>> Perimeter Mercator km: 8.017972048421552
>>> Perimeter Mercator m: 8017.972048421552
>>> Area LL m: 49452172514.0342
>>> Area LL km: 49452.1725140342
>>> Perimeter LL m: 889423.5067063896
>>> Perimeter LL km: 889.4235067063896
'''

Параметры:: area_unit – Единица измерения, в которой необходимо получить результат. Если не задана, то используется единица измерения для СК. Если и она не задана, то производится расчет на плоскости.

get_distance(other: Geometry, u: Optional[LinearUnit] = None) → float

Производит расчет расстояния до объекта other. Результат возвращает в СК текущего объекта.

Параметры:

other – Анализируемый объект.
u – Единицы измерения, в которых требуется получить результат.

Пример.

# Создадим геометрию без СК
first = Point(0, 0)
second = Point(10, 0)
print('В плане:', first.get_distance(second))
# Установим разные СК для точек
first.coordsystem = CoordSystem.from_prj("10, 104, 7, 0")
second.coordsystem = CoordSystem.from_prj("1, 104")
print('На сфере м:', first.get_distance(second))
print('На сфере км:', first.get_distance(second, Unit.km))
'''
>>> В плане: 10.0
>>> На сфере м: 1111948.7428468117
>>> На сфере км: 1111.9487428468117
'''

get_length(u: Optional[LinearUnit] = None) → float

Рассчитывает длину геометрии. Метод применим только для линейных объектов. В противном случае возвращает 0. В случае, если СК задана как Широта/Долгота, то расчет производится на сфере в метрах.

Пример.

# В проекции Меркатора:
csMercatorKm = CoordSystem.from_prj("10, 104, 1, 0")
ls = Line((0, 0), (10, 0), csMercatorKm)
print('Length Mercator km:', ls.get_length())
print('Lenght Mercator m:', ls.get_length(Unit.m))
# В Широте/Долготе
csLL = CoordSystem.from_prj("1, 104")
ls = Line((0, 0), (10, 0), csLL)
print('Length LL m:', ls.get_length())
print('Length LL km:', ls.get_length(Unit.km))
'''
>>> Length Mercator km: 9.988805508567783
>>> Lenght Mercator m: 9988.805508567782
>>> Length LL m: 1111948.7428468117
>>> Length LL km: 1111.9487428468117
'''

Параметры:: u – Единица измерения, в которой необходимо получить результат. Если не задана, то используется единица измерения для СК. Если и она не задана, то производится расчет на плоскости.

get_line_direction() → LineDirection: Направление линии.

get_perimeter(u: Optional[LinearUnit] = None) → float

Рассчитывает периметр геометрии. Метод применим только для площадных объектов. В противном случае возвращает 0. В случае, если СК задана как Широта/Долгота, то расчет производится на сфере в метрах.

Пример см. get_area()

Параметры:: u – Единица измерения, в которой необходимо получить результат. Если не задана, то используется единица измерения для СК. Если и она не задана, то производится расчет на плоскости.

property holes: List[List[Pnt]]

Дырки полигона. Реализован в виде списка списков точек.

Пример.

poly = Polygon((0, 0), (1, 10), (10, 1))
poly.holes.append([(2, 2), (2, 4), (5, 3)])  # Добавим дырку
for p in poly.holes[0]:  # Просмотр точек дырки полигона
    print("Point of hole:", p)
print('Вторая точка первой дырки:', poly.holes[0][1])
poly.holes[0][1] = (33, 44)  # Обновим значение этой точки
# Изменим направление для полигона
poly.set_line_direction(LineDirection.CounterClockwise)
# То же, но для дырки
poly.holes[0].set_line_direction(LineDirection.CounterClockwise)

intersection(other: Geometry) → Geometry: Возвращает область пересечения с другой геометрией.

intersects(other: Geometry) → bool: Возвращает True, если геометрии пересекаются.

property is_valid: bool: Проверяет геометрию на валидность.

property is_valid_reason: str: Если геометрия неправильная, возвращает краткую аннотацию причины.

property name: str: Возвращает наименование геометрического объекта.

overlaps(other: Geometry) → bool: Возвращает True, если пересечение геометрий отличается от обеих геометрий.

static point_by_azimuth(point: Union[Pnt, Tuple[float, float]], azimuth: float, distance: float, cs: Optional[CoordSystem] = None) → Pnt

Производит расчет координат точки относительно заданной, и находящейся на расстоянии distance по направлению azimuth.

См.также

Обратная функция distance_by_points()

Параметры:

point – Точка, относительно которой производится расчет. Если задана СК, то в ней.
azimuth – Азимут в градусах, указывающий направление.
distance – Расстояние по азимуту. Задается в метрах.
cs – СК, на базе эллипсоида которой производится расчет. Если не задана, то расчет производится на плоскости.

Результат:

Возвращает результирующую точку.

property points: List[Pnt]: Точки полигона. Реализован как список python list точек Pnt. В каждом контуре, количество точек на 1 больше, чем количество узлов, так как контур - это замкнутая линия, и первая и последняя точка совпадают.

relate(other: Geometry) → str: Проверяет отношения между объектами. Подробнее см. DE-9IM

reproject(cs: CoordSystem) → Geometry

Перепроецирует геометрию в другую систему координат.

Параметры:: cs – СК, в которой требуется получить объект.

rotate(point: Union[Pnt, Tuple[float, float]], angle: float) → Geometry

Поворот геометрии относительно заданной точки. Поворот производится против часовой стрелки.

Параметры:

point – Точка, вокруг которой необходимо произвести поворот.
angle – Угол поворота в градусах.

scale(kx: float, ky: float) → Geometry

Масштабирует объект по заданным коэффициентам масштабирования. После выполнения операции центр результирующего объекта остается прежним.

Параметры:

kx – Масштабирование по координате X.
ky – Масштабирование по координате Y.

set_line_direction(direction: LineDirection)

Задание направления линии.

Параметры:: direction – Желаемое значение

shift(dx: float, dy: float) → Geometry

Смещает объект на заданную величину. Значения задаются в текущей проекции.

Параметры:

dx – Сдвиг по координате X.
dy – Сдвиг по координате Y.

split_by_polyline(splitter: Geometry) → Optional[Geometry]

Разрезает объект линейным объектом.

Параметры:: splitter – Геометрический объект, которым будет производиться разрезание объекта.
Результат:: Возвращает полученный результат

poly = Polygon((0,10), (10,10), (10, 0))
line = Line((-5,5), (20,5))
r = poly.split_by_polyline(line)
print(r.wkt)
'''
>>> GEOMETRYCOLLECTION (POLYGON ((0 10, 10 10, 10 5, 5 5, 0 10)), POLYGON ((10 5, 10 0, 5 5, 10 5))) GEOMETRYCOLLECTION (POLYGON ((0 10, 10 10, 10 5, 5 5, 0 10)), POLYGON ((10 5, 10 0, 5 5, 10 5)))
'''

symmetric_difference(other: Geometry) → Geometry

Возвращает логический XOR областей геометрий (объединение разниц).

Параметры:: other – Геометрия для анализа.

to_geojson() → str: Преобразует геометрию в формат „GeoJSON“

to_linestring() → Optional[Geometry]: Пробует геометрию преобразовать в линейный объект. В случае неудачи возвращает None.

to_mif() → str: Преобразует геометрию в формат MIF.

to_polygon() → Optional[Geometry]: Пробует геометрию преобразовать в площадной объект. В случае неудачи возвращает None.

to_wkb() → bytes: Возвращает WKB строку для геометрии.

to_wkt() → str: Возвращает WKT строку для геометрии.

touches(other: Geometry) → bool: Возвращает True, если геометрии соприкасаются.

property type: Type

Возвращает тип геометрического элемента.

Возможные значения
Значение	Наименование
Unknown	Не определен
Point	Точка
Line	Линия
LineString	Полилиния
Polygon	Полигон
MultiPoint	Коллекция точек
MultiLineString	Коллекция полилиний
MultiPolygon	Коллекция полигонов
GeometryCollection	Смешанная коллекция
Arc	Дуга
Ellipse	Эллипс
Rectangle	Прямоугольник
RoundedRectangle	Скругленный прямоугольник
Text	Текст

Пример.

point = Point(10, 10)
if point.type == GeometryType.Point:
    print('Это точка')

union(other: Geometry) → Geometry: Возвращает результат объединения двух геометрий.

within(other: Geometry) → bool: Возвращает True, если геометрия находится полностью внутри геометрии other.