[Bài 4] Phân tích không gian cơ bản - Buffer, Intersect và Union

 

Bạn đã bao giờ tự hỏi làm sao để:
🔵 Xác định vùng ảnh hưởng 1km quanh các trạm y tế?
🟢 Tìm khu vực chồng lấn giữa đất rừng và khu dân cư?
🟡 Gộp nhiều khu đất riêng lẻ thành 1 vùng thống nhất?
Tất cả sẽ được giải quyết chỉ bằng vài dòng code Python cực kỳ đơn giản!

1. Chuẩn bị "vũ khí"

Trước khi bắt đầu, hãy chắc chắn bạn đã có:

python

import geopandas as gpd from shapely.geometry import Polygon import matplotlib.pyplot as plt # Tạo dữ liệu mẫu (có thể thay bằng shapefile thực tế) polys1 = gpd.GeoSeries([        Polygon([(0,0), (2,0), (2,2), (0,2)]),        Polygon([(2,2), (4,2), (4,4), (2,4)]) ]) polys2 = gpd.GeoSeries([       Polygon([(1,1), (3,1), (3,3), (1,3)]),       Polygon([(3,3), (5,3), ( 5,5), (3,5)]) ])

2. Buffer - Vùng đệm thần thánh

Ứng dụng: Xác định vùng ảnh hưởng, vùng phủ sóng

python

# Tạo buffer 0.5 đơn vị từ các polygon gốc buffer_zone = polys1.buffer(0.5) # Visualize fig, ax = plt.subplots() polys1.plot(ax=ax, color='blue',  alpha=0.5) buffer_zone.plot(ax=ax, color='red', alpha=0.3) plt.title("Buffer 0.5 đơn vị") plt.show()

3. Intersect - Tìm khu vực chồng lấn

Ứng dụng: Xác định khu vực giao thoa giữa các lớp dữ liệu

python

# Chuyển sang GeoDataFrame gdf1 = gpd.GeoDataFrame(geometry=polys1) gdf2 = gpd.GeoDataFrame(geometry=polys2) # Tính intersect intersect = gpd.overlay(gdf1, gdf2, how='intersection') # Visualize fig, ax = plt.subplots() gdf1.plot(ax=ax, color='blue', alpha=0.5) gdf2.plot(ax=ax, color='green', alpha=0.5) intersect.plot(ax=ax, color='red') plt.title("Khu vực giao nhau (Intersect)") plt.show()

4. Union - Hợp nhất không gian

Ứng dụng: Gộp nhiều khu vực nhỏ thành vùng lớn

python

# Tính union union = gpd.overlay(gdf1, gdf2, how='union') # Visualize fig, ax = plt.subplots() union.plot(ax=ax, cmap='tab20', edgecolor='black') plt.title("Hợp nhất (Union)") plt.show()

 

📌 Bài tập tự làm:

1. Tạo buffer 1km quanh các trường học trong shapefile của bạn

2. Tìm khu vực giao nhau giữa đất nông nghiệp và khu dân cư

3. Hợp nhất các thửa đất riêng lẻ thành vùng quy hoạch

 

💡 Pro tip: Dùng explode() khi muốn tách các đa giác trong kết quả union!

 

Bài tiếp theo: [Bài 5] Làm việc với dữ liệu raster bằng Rasterio 

Bài trước: [Bài 3] Xử lý dữ liệu địa lý với thư viện Geopandas

 

 

5. Tài liệu tham khảo

1. Bivand, R. S., Pebesma, E., & Gómez-Rubio, V. (2013). Applied spatial data analysis with R (2nd ed.). Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-7618-4

2. Graser, A. (2019). Learning QGIS 3.x (2nd ed.). Packt Publishing.

3. Open Geospatial Consortium. (2021). Simple feature access - Part 1: Common architecture. OGC 06-103r4. https://www.ogc.org/standard/sfa/

4. Shapely Development Team. (2022). Shapely documentation. https://shapely.readthedocs.io/

5. QGIS Development Team. (2023). QGIS User Guide. https://docs.qgis.org/3.28/en/docs/user_manual/