GeoPandas主要实现两个主要的数据结构， GeoSeries 和 GeoDataFrame ，分别是 Pandas Series 和 DataFrame 的子类。

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数据结构：GeoSeries

GeoSeries 本质上是一种向量，向量中的每个条目都对应视图的一组形状。 条目可以由一个形状（如单个多边形）组成或由多个形状组成，这些形状被认为是一个视图（例如构成夏威夷州或印度尼西亚等国家的多边形）。

GeoPandas 有三种基本类型的几何对象（实际上是形状对象），这些概念与通常的GIS所介绍的是一致的。

• 点/点集合
• 线/线集合
• 多边形/多边形集合

看起来 GeoSeries 与常见GIS数据中存储的数据集的概念一样，但是有一处巨大的差别。 传统上一般在数据集中存储同样类型的数据，如城市、河流通常分别用点、线类型的数据存储， 但 GeoSeries 中的条目（记录） 并不一定 是相同的几何类型。 需要注意的是几何类型不同可能会导致某些操作失败。

属性和方法概述

GeoSeries 类几乎实现了Shapely对象的所有属性和方法。 当应用于GeoSeries时，它们将以元素方式应用于GeoSeries中的所有几何。 在两个GeoSeries之间可以应用二进制操作，在这种情况下，操作是按元素进行的。 这两个系列将通过匹配索引完成对齐。二进制操作也可以应用于单个几何，在这种情况下，对具有该几何系列的每个元素执行操作。 在任一情况下，将酌情返回一个 Series 或一个 GeoSeries 。

此处介绍的只是GeoSeries的几个属性和方法的简短摘要，可在所有属性和方法页面中找到完整列表。 还有用于扩展现有形状或应用集合理论的一系列操作（例如几何操作中描述的“联合”）来创建新形状。

属性

• area ：形状面积（投影单位）
• bounds ：每个轴的每个形状的最大与最小坐标元组
• total_bounds ：整个GeoSeries的每个轴上的最大与最小坐标元组
• geom_type ：几何类型。
• is_valid ：测试坐标是否形成合理的几何形状。

基本方法

• distance(other) ：返回每个条目到其他条目最小距离的序列
• centroid() ：返回质心的GeoSeries
• representative_point() ：返回位于每个几何中点的GeoSeries。它不返回质心。
• to_crs() ：更改坐标参考系。
• plot() ：绘制GeoSeries。

关系测试

• geom_almost_equals(other) ：形状几乎和其他的一样（由于浮点精度问题导致的形状略有不同，效果还是不错的）
• contains(other) ：其他包含的形状
• intersects(other) ：其他相交的形状

数据结构：GeoDataFrame

GeoDataFrame是一个包含GeoSeries的表格数据结构。

GeoDataFrame最重要的属性是它总是具有一个保存特殊状态的GeoSeries列。此GeoSeries称为GeoDataFrame的“几何”。 当空间方法应用于GeoDataFrame（或调用类似区域的空间属性）时，这些方法将始终作用于“几何”列。

“geometry”列可通过 geometry 属性（ gdf.geometry ）访问，并且可以通过键入 gdf.geometry.name 的方法找到geometry列名称。

GeoDataFrame还可以包含具有几何（形状）对象的其他列，但每次只能有一个列作为活动式几何。 若更改活动式几何列，可使用 set_geometry() 方法。

使用 worlds GeoDataFrame的示例：

关于数据的读取，在旧版本中自带数据，使用如下函数：

world = gpd.read_file(gpd.datasets.get_path('naturalearth_lowres'))

但在新版本中已经弃用了 gpd.datasets 模块。

读取数据时需要显式指明路径：

目前，带有国界的名为“geometry”的列是活动几何列：

我们也可以将此列重命名为“borders”：

现在，我们创建质心并使其成为几何列：

注意：GeoDataFrame可根据名称跟踪活动列，因此若重命名活动几何列，则还必须重置几何项：

gdf = gdf.rename(columns={'old_name': 'new_name'}).set_geometry('new_name')

默认情况下，当您使用 read_file 命令时，文件中的空间对象列在默认情况下被命名为“geometry”，并将其设置为活动几何列。 但是，尽管对列的名称和跟踪活动列的特殊属性名称使用的是相同术语，但其实它们是不同的。 您可以使用 set_geometry 命令将活动几何列转移到不同的GeoSeries。 此外， gdf.geometry 将始终返回活动几何列，而不是返回 geometry 列。 如果想调用“geometry”的列，并且是不同的活动几何列，请使用 gdf['geometry'] ，而不是 gdf.geometry 。

GeoSeries所描述的任何属性调用或方法都可以在GeoDataFrame上工作，实际上，它们只是应用于“几何”GeoSeries。

与 Fiona 的关系

GeoPandas 利用了 Fiona 实现数据的读写。

读取空间数据

GeoPandas可以读取任意基于矢量的空间数据格式，包括ESRI shapefile，GeoJSON文件等命令：

gpd.read_file()

它返回一个GeoDataFrame对象。

在 read_file() 文件后输出的任何参数将被输出列 fiona.open() 中，其实是数据导入的工作。

一般来说，read_file很有用的，通常会生成你想要的参数，但如果遇到瓶颈，请输入：

help(fiona.open)

其中，可以使用 driver 关键字显式设置格式驱动（shapefile，GeoJSON），或者使用 layer 关键字从多层文件中筛选中单个图层。

GeoPandas 也可以使用 read_postgis() 命令从PostGIS数据库中获取数据。

写入空间数据

GeoDataFrames可以使用 GeoDataFrame.to_file() 方法导出许多不同的标准格式。 若查看支持的完整格式列表，请键入：