GeoPandas 地理空间分析

要解决什么问题

做行政区叠加、点位落在哪个多边形、缓冲区与路网裁剪时，纯 pandas 只能处理属性表，几何关系与坐标系要么手写 shapely，要么在 GIS 桌面软件里点选导出。GeoPandas 把 GeoSeries / GeoDataFrame 和常见空间算子收进与 DataFrame 相近的 API，让加载、变换、分析、导出可以在同一套 Python 工作流里完成。

技能如何工作

• 数据结构：GeoSeries 存几何向量；GeoDataFrame 在表格列里带几何列，其余列仍可按 pandas 方式筛选聚合。
• I/O：读写 Shapefile、GeoJSON、GeoPackage、PostGIS、Parquet 等；现代流程可优先 GeoPackage，大表读写可考虑 use_arrow=True。
• CRS：空间连接、叠加、面积/距离前需统一并检查 坐标参考系统；量测类计算宜在投影 CRS 下进行。
• 几何与空间分析：缓冲、简化、质心、凸包、仿射变换；sjoin、叠加、融合、裁剪；可视化含静态图与交互式地图。
• 常见路径：加载 → CRS/几何校验 → 空间连接或聚合 → 导出；或多源矢量对齐后集成。

适用边界与注意点

• 空间操作前用 .is_valid 检查几何；改几何列时用 .copy() 避免链式副作用。
• sjoin_nearest 建议设置 max_distance；读取阶段可用 bbox/mask 过滤，减少内存占用。
• 精度不敏感的分析可用 .simplify()，但需留意拓扑是否仍满足业务要求。