（数据科学学习手札140）详解geopandas中基于pyogrio的矢量读写引擎

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1 简介

　　大家好我是费老师，前不久我在一篇文章中给大家分享过geopandas在其0.11版本中为我们带来的一些重要新特性，其中提到过新的矢量读写后端，使得我们在read_file()以及to_file()中添加参数engine='pyogrio'即可获得500%的性能提升。

　　而新引擎带来的不仅是性能上的大幅提升，还带来了诸多实用功能以方便我们读写常见矢量文件，今天我就来给大家详细介绍这些新功能。

2 详解geopandas中的pyogrio读写引擎

　　geopandas0.11版本之后新增的pyogrio引擎，基于geopandas团队开发的同名Python库，其基于OGR，而OGR则是著名的开源栅格空间数据转换框架GDAL的重要分支库，专注于矢量数据的高性能转换。

2.1 基于pyogrio的矢量文件读取

　　对于0.11及以后版本的geopandas，向read_file()中传入engine='pyogrio'后，即可切换至底层基于pyogrio.read_dataframe()的读取引擎，获取大幅度性能提升的同时也拥有了众多的新功能参数，其中比较实用的有：

2.1.1 利用columns参数指定需要读入的字段

　　开启pyogrio引擎后，我们可以通过设置参数columns来读入指定的若干字段，当你的矢量文件有很多无关紧要的字段时，可以利用此特性来整洁数据以及减少读入数据的内存消耗：

2.1.2 利用read_geometry参数设置是否忽略矢量列

　　如果你不需要矢量文件中的矢量信息，只需要将其当作普通表格数据进行读入，开启pyogrio引擎后，设置read_geometry=False即可，所形成对象的类型也会变为普通的DataFrame：

2.1.3 利用force_2d参数强制忽略z轴信息

　　有些情况下，矢量数据中的坐标信息带有z轴高度信息，如果分析过程中用不上该维度信息，可以在开启pyogrio引擎后设置force_2d=True强制转换为2D矢量，非常方便：

2.1.4 利用skip_features与max_features参数控制读入数据规模

　　在开启pyogrio引擎后，通过设置参数skip_features可以控制从数据第0行开始需要跳过的要素记录数量：

　　而通过设置参数max_features则可以控制最多读取多少行要素记录，当我们的矢量文件记录行很多，而我们又只想简单查看几行看看数据长什么样时，这个参数就很实用了：

2.1.5 利用参数where对矢量文件进行条件过滤

　　这个新特性非常实用，我们可以像写SQL查询语句那样传入我们的过滤条件，从而帮助我们在读取数据时就实现比较丰富自由的条件过滤效果，值得注意的是，针对中文等由unicode字符构成的字段名，需要将其包裹在""中进行定义，参考下图中我的做法：

2.1.6 利用sql参数在原数据上直接进行sql查询

　　前面我们介绍了多种用于过滤原数据的实用参数，而在在开启pyogrio引擎后还有个非常实用的参数sql，可以帮助我们直接书写SQL语句对原数据进行提取（注意，其执行顺序先于上述其他过滤类参数）：

　　但要注意的是，目前pyogrio引擎的sql参数，在读取诸如含有中文等unicode字符信息的shapefile文件时，不能正常的解析内容，而针对GeoJSON、gpkg等其他格式矢量文件时则一切正常：

• GeoJSON文件正常

• gpkg文件正常

• shapefile文件乱码，亲测即使指定encoding也无效

　　所以现阶段建议读取shapefile文件时，可以使用columns+where的组合方式代替sql以实现同样的效果。

2.2 基于pyogrio的矢量文件写出

　　相较于文件的读取，新引擎中涉及文件写出的功能参数就寡淡很多，只发现一个比较特别的promote_to_multi参数，用于强制将单部件要素转换为多部件要素：

2.3 pyogrio引擎支持的所有矢量文件类型

　　你可以通过pyogrio.list_drivers()查看新引擎所支持的全部矢量文件格式，基本上只有你想不到没有它覆盖不到：

　　更多相关内容，可以前往https://pyogrio.readthedocs.io/en/latest/api.html?#geopandas-integration阅读了解更多。

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