Create Shapefile from Polygon Dots

• csv 파일에서 읽은 기본 정보를 바탕으로 polygon shapefile을 생성하는 과정입니다.
• shapely와 fiona를 사용했으며, geopandas 0.8을 설치할 때 함께 설치되는 버전을 사용했습니다.
• shapely 버전은 1.7, fiona 버전은 1.8.13.post1 입니다.

References

shapely
fiona
geopandas

1. csv 읽기

• .csv 파일에서 건물 정보를 읽어옵니다.

df_ombb0914 = pd.read_csv('./data/ombb_200914.csv')
df_ombb0914.head()

• 데이터 컬럼은 다음과 같습니다.
  • BD_MGT_SN : 건물관리번호 (건물 고유 번호)
  • width $$w$$ : 최소경계도형 폭 ($$m$$)
  • height $$h$$ : 최소경계도형 높이 ($$m$$)
  • angle $$\theta$$ : 최소경계도형 회전각. 정북 기준 시계방향 ($$\text{deg.}$$)
  • area : 최소경계도형 넓이 ($$m^2$$)
  • perimeter : 최소경계도형 둘레 ($$m$$)
  • xcoord : 최소경계도형 중심점 x좌표 (ESPG:5186)
  • ycoord : 최소경계도형 중심점 y좌표 (ESPG:5186)

2. polygon 변환

• 행 하나가 건물 하나에 해당합니다.
• 행 하나마다 정보를 좌표로 변환해서 shapefile로 저장합니다.

from shapely.geometry import mapping, Polygon
import fiona

def create_polygons(x, y, width, height, angle, filename):
    h_half = height/2 
    w_half = width/2
    a_rad = np.deg2rad(angle)
    
    # 꼭지점 좌표 생성
    def get_coord(x, y, h_half, w_half, a_rad):
        X = x + h_half * np.sin(a_rad) - w_half * np.cos(a_rad)
        Y = y + h_half * np.cos(a_rad) + w_half * np.sin(a_rad)
        return (X, Y)
    
    # shapefile schema 지정
    schema = {"geometry": "Polygon", "properties": {"id": "int"}}
    
    # 행 수만큼 반복
    n_polygon = len(x)
    with fiona.open(f"{filename}", "w", "ESRI Shapefile", schema) as c:
        for i in range(n_polygon):
            p_x, p_y = x.iloc[i], y.iloc[i]
            p_h, p_w, p_r = h_half.iloc[i], w_half.iloc[i], a_rad.iloc[i]
            
            # closed loop을 이루도록 point 지정.
            points = [get_coord(p_x, p_y, p_h, p_w, p_r), 
                      get_coord(p_x, p_y, -p_h, p_w, p_r), 
                      get_coord(p_x, p_y, -p_h, -p_w, p_r), 
                      get_coord(p_x, p_y, p_h, -p_w, p_r), 
                      get_coord(p_x, p_y, p_h, p_w, p_r), 
                      ]
            
            # shapefile 작성
            c.write({
                "geometry": mapping(Polygon(points)),
                "properties": {"id": 1}
            })

3. QGIS에서 확인

• QGIS에서 읽어서 잘 보이는지 확인합니다.
  • .csv를 출력한 원본(노랑)과 생성된 shapefile(파랑) 비교 결과 완벽히 일치합니다.
  • 최소경계도형(보라)과 비교해봐도 잘 복원되었습니다.