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Puntos sobre polígonos con GeoPandas y Bokeh🌎

Este proyecto simplifica y automatiza el cálculo de puntos incluidos dentro de poligonos (point-in-polygon (PIP) problem), en el contexto de datos georreferenciados , utilizando GeoPandas y Bokeh para la visualización en un mapa de México

Detalle

Este programa tiene por objetivo automatizar y simplificar el cálculo de "Puntos que se encuentran sobre uno o varios polígonos". Utilizando un grupo de archivos .shp que representan los polígonos de interés, así como un archivo base de puntos dados por coordenadas X Y que postreriormente fueron covertidos a geometrías de puntos georeferenciados (Points).

El código base no solo permite identificar y extraer los puntos que se encuentran dentro del grupo de polígonos dado, sino devolver algunos datos clave como el total de superficie que representan las poblaciones incluidas, o la distribución de población por edad, sexo, etc ... dependiendo de los datos contenidos dentro de las capas (CSV o .shp)

Instalación

El código base se desarrollo con Python 3.8, por lo que se recomienda generar un entorno virtual con esta versión de Pyhthon. Para lograr esto, se requiere tener instalada una versión de Python igual o superior a la 3.8, a continuación:

  1. Asegurese de tener instalado venv:

    pip install virtualenv

  2. Genere un nuevo entorno virtual, cambia "name" por el nombre de tu elección:

    python -m virtualenv_name --python = python3.8

  3. Inicie el nuevo virtual env:

    source virtualenv_name/bin/activate

  4. Instale los paquetes listados en el archivo requirements.txt

    pip install -r requeriments.txt

  5. Deberá colocar un par de ficheros necesarios:

  • Datos requeridos

    • Polígonos .shp de capa de estados de la República Mexicana, INEGI, 2010: Descarga (datos/datasets/INEGI_2010/estatal.shp)
    • Lista de Localidades de México, INEGI, 2010: Descarga (Localidades_20100_semicolon.csv)
    • Coberturas de radiodifusión IFT: Consulta CPCREL (polígonos a colocar en el fichero datos/coberturas, pueden descargarse en formatos kmz y podría ser transformado a shp)

Manual de uso

Es posible ejecutar el programa principal main.py con el entorno virtual activado, y esta ejecución podrá tomar los siguientes argumentos:

  • --nombre_destino: Nombre de la carpeta y ficheros con los que se identificaran los archivos resultado. (Obligatorio)
  • --folder: Ruta de la carpeta que contiene los polígonos, por defecto es /datos/coberturas/
  • --map: Incluir esta bandera generará adicionalmente un mapa interactivo con Bokeh para tener una visualización de datos sin necesidad de cargar los polígonos .shp en algún software de GIS.

Así, por ejemplo, una vez colocados los archivos necesarios, es posible ejecutar:

python main.py --nombre-destino TEST1 --map

Lo cual generará 3 archivos principales como resultado en los folders maps/TEST1 y results/TEST1

  • TEST1.shp contiene los puntos que se encontraron dentro del grupo de polígonos encontrados en datos/coberturas.

  • TEST1_dataset.xlsx Contiene los datos del geodataframe de los puntos dentro del polígono, con el objetivo de mantener los datos adicionales de cada capa.

  • TEST1_report.csv Contiene un reporte de los campos de los layers (Puede modificarse que campos se requieren), por defecto únicamente reporta la cantidad de polígonos utilizados en el cálculo y la extensión territorial que se encuentra en el campo SUPERFICIE en km^2

  • maps/TEST1.html Dónde vive la visutalización de datos en el mapa base de la républica Mexicana, realizada con Bokeh.

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