Conseguir la intersección de múltiples polígonos de manera eficiente en Python

Question

Me gustaría obtener la intersección de múltiples polígonos. Usando el sistema de Python shapely puedo encontrar la intersección de dos polígonos utilizando el intersection función. ¿Existe una función eficiente similar para obtener la intersección de múltiples polígonos?

Aquí hay un fragmento de código para entender lo que quiero decir:

from shapely.geometry import Point

coord1 = ( 0,0 )
point1 = Point(coord1)
circle1 = point1.buffer(1)

coord2 = ( 1,1 )
point2 = Point(coord2)
circle2 = point2.buffer(1)

coord3 = ( 1,0 )
point3 = Point(coord3)
circle3 = point3.buffer(1) 

Una intersección de dos círculos puede ser encontrada por circle1.intersection(circle2) . Puedo encontrar la intersección de los tres círculos por circle1.intersection(circle2).intersection(circle3) . Sin embargo, este enfoque no es vendible a un gran número de polígonos ya que requiere cada vez más código. Me gustaría una función que tomara un número arbitrario de polígonos y devolviera su intersección.

Answer 1

Un posible enfoque podría ser considerar la combinación de pares de polígonos, sus intersecciones y finalmente la unión de todas las intersecciones mediante una unión en cascada (como se sugiere aquí ) :

from shapely.geometry import Point
from shapely.ops import cascaded_union
from itertools import combinations

circles = [
    Point(0,0).buffer(1),
    Point(1,0).buffer(1),
    Point(1,1).buffer(1),
]

intersection = cascaded_union(
    [a.intersection(b) for a, b in combinations(circles, 2)]
)
print intersection

---

Un enfoque más eficiente debería utilizar un índice espacial, como Rtree para tratar muchas geometrías (no es el caso de los tres círculos):

from shapely.geometry import Point
from shapely.ops import cascaded_union
from rtree import index

circles = [
    Point(0,0).buffer(1),
    Point(1,0).buffer(1),
    Point(1,1).buffer(1),
]
intersections = []
idx = index.Index()

for pos, circle in enumerate(circles):
    idx.insert(pos, circle.bounds)

for circle in circles:
    merged_circles = cascaded_union([circles[pos] for pos in idx.intersection(circle.bounds) if circles[pos] != circle])
    intersections.append(circle.intersection(merged_circles))

intersection = cascaded_union(intersections)
print intersection

Answer 2

¿Por qué no utilizar una iteración o recursividad? algo así como :

from shapely.geometry import Point

def intersection(circle1, circle2):
    return circle1.intersection(circle2)

coord1 = ( 0,0 )
point1 = Point(coord1)
circle1 = point1.buffer(1)

coord2 = ( 1,1 )
point2 = Point(coord2)    
circle2 = point2.buffer(1)

coord3 = ( 1,0 )
point3 = Point(coord3)
circle3 = point3.buffer(1)
circles = [circle1, circle2, circle3]
intersectionResult = None

for j, circle  in enumerate(circles[:-1]):

    #first loop is 0 & 1
    if j == 0:
        circleA = circle
        circleB = circles[j+1]
     #use the result if the intersection
    else:
        circleA = intersectionResult
        circleB = circles[j+1]
    intersectionResult = intersection(circleA, circleB)

result= intersectionResult

Answer 3

Prueba este código. Es bastante simple en su concepto y creo que te da lo que estás buscando.

from shapely.geometry import Point
from itertools import combinations
dic ={}
dic['coord1']=Point(0,0).buffer(1)
dic['coord2']=Point(1,1).buffer(1)
dic['coord3']=Point(1,0).buffer(1)
inter = {k[0]+v[0]:k[1].intersection(v[1]) for k,v in combinations(dic.items(),2)}
print inter

y si quieres que la salida se almacene como un shapefile utiliza fiona:

from shapely.geometry import Point,mapping
import fiona
from itertools import combinations
schema = {'geometry': 'Polygon', 'properties': {'Place': 'str'}}
dic ={}
dic['coord1']=Point(0,0).buffer(1)
dic['coord2']=Point(1,1).buffer(1)
dic['coord3']=Point(1,0).buffer(1)
inter = {k[0]+v[0]:k[1].intersection(v[1]) for k,v in combinations(dic.items(),2)}
print inter
with fiona.open(r'C:\path\abid', "w", "ESRI Shapefile", schema) as output:
    for x,y in inter.items():
        output.write({'properties':{'Place':x},'geometry':mapping(y)})

esta salida -