امروزه زبان برنامه نویسی پایتون مورد استقبال ویژه ای قرار گرفته است. دلایل مختلفی وجود دارد که این زبان نسبت به سایر زبان های برنامه نویسی مورد توجه قرار گیرد.
به دلایل زیر توجه کنید:
آری، یادگیری پایتون کار سختی نیست. با پایتون می توانید خیلی سریع برنامه های مورد نظر خود را پیاده سازی کنید. پایتون یک زبان برنامه نویسی رایگان و متن باز است. متن باز به این معنی است که برای برنامه نویسی و ساخت یک نرم افزار، نیاز به پرداخت پول برای زبان برنامه نویسی و محیط توسعه نرم افزار، ندارید. هم چنین، می توانید پایتون را تغییر دهید و بسته به نیاز خود یک پایتون دیگر ایجاد کنید. اما مهم تر از همه این ها، زبان پایتون، با پشتیبانی از کتابخانه های بسیار زیاد در حوزه های مختلف، کار ساخت یک نرم افزار و برنامه نویسی را بسیار ساده کرده است. کتابخانه ها، پکیج های آماده ای هستند که شامل مجموعه ای از توابع یا functionality در یک مبحث خاص هستند. به طور مثال، کتابخانه math، شامل توابعی برای کار در حوزه ریاضیات است.
علاوه بر ویژگی های فوق، ویژگی های بارز دیگری نیز وجود دارد که پایتون را به عنوان یک زبان برنامه نویسی محبوب در بین برنامه نوبسان تبدیل کرده است. در ویژگی چهارم به این نکته اشاره شده که پایتون از کتابخانه های بسیار زیادی در حوزه های مختلف پشتیبانی می کند. علوم اطلاعات مکانی GIS نیز از این قاعده مستثنی نیست و کتابخانه های مختلفی برای استفاده از پایتون در GIS، وجود دارد.
در پایتون پکیج های آماده زیادی وجود دارند که برای ذخیره سازی، دستکاری، تحلیل و آنالیز، نمایش داده های مکانی و انتشار داده های مکانی (در پلتفرم های مختلف نظیر دسکتاپ GIS، وب GIS، موبایل GIS) مورد استفاده قرار می گیرند.
علاوه بر کتابخانه های مذکور، در GIS نرم افزار های مختلفی برای کار با نقشه ها و داده های مکانی وجود دارند. از جمله نرم افزار ArcGIS و نرم افزار QGIS در حوزه Desktop که برای استفاده حرفه ای تر از این نرم افزار های GIS، می توان از کتابخانه های حرفه ای تر پایتون نظیر ArcPy و یا PyQGIS بهرمند شد.
در ادامه به معرفی کتابخانه های پایتون در GIS خواهیم پرداخت و شما را با آن ها آشنا می کنیم. برخی از این کتابخانه های برای نرم افزارهای GIS دسکتاپ و برخی دیگر در GIS تحت وب، مورد استفاده قرار می گیرند.
Arcpy یک پکیج پایتون برای تحلیل داده های مکانی، تبدیل فرمت و مدیریت داده های مکانی می باشد. این کتابخانه پس از نصب نرم افزار ArcGIS شرکت ESRI در دسترس شما خواهد بود. با استفاده از Arcpy می توانید به تمام توابعی که در نرم افزار ArcGIS قابل استفاده هستند، دسترسی داشته باشید. همان طور که می دانید، نرم افزار ArcGIS از جمله اولین نرم افزارهای جی ای اس می باشد که مورد استفاده کاربران زیادی در دنیا قرار گرفته است. لذا کاربرانی که می خواهند در نرم افزار ArcGIS دستکاری کرده و قابلیت های مورد نظر خودشان را به آن اضافه نمایند می توانند از ArcPy استفاده کنند.
نرم افزار QGIS یک نرم افزار GIS دسکتاپ قدرتمند برای پردازش و تجزیه و تحلیل داده های مکانی است. این نرم افزار دارای ابزاری برای برنامه نویسان پایتون است که می توان به کمک آن به تمام توابعی که داخل این نرم افزار استفاده شده است دسترسی داشت. این ابزار PyQGIS نام دارد. برتری این ایزار نسبت به ابزار Arcpy این است که برنامه نویس حتی می تواند توابع را دستکاری کند و الگوریتم آن ها را بهبود دهد. چرا که QGIS یک نرم افزار GIS متن باز است ولی ArcGIS یک نرم افزار تجاری و منبع بسته است.
این کتابخانه پایتون در GIS یکی از پایه ای ترین ابزارها برای کار با فرمت های رستری و برداری می باشد که توسط بنیاد OSGeo حمایت و معرفی می شود. سه ماژول مهم در این کتابخانه GDAL،OGR و OSR هستند که به ترتیب برای کار با داده های رستری، برداری و سیستم های مختصات مورد استفاده قرار می گیرند. این کتابخانه به عنوان هسته بسیاری از نرم افزار های GIS استفاده می شود و به عنوان یکی از اساسی ترین کتابخانه های پایتون در GIS شناخته می شود. در زبان پایتون می توان به کتابخانه GDAL دسترسی داشت و از توابع آن استفاده نمود. سایت رسمی GDAL به آدرس https://gdal.org می باشد که شامل مستندات این کتابخانه ارزشمند می شود. ما در آموزش پایتون مکانی برای برنامه نویسی Web GIS، نحوه استفاده از این کتابخانه را آموزش داده ایم.
این کتابخانه یک سکو برای کتابخانه proj در زبان پایتون است. PyProj شامل سیستم های تصویر و مختصات مختلفی است و برای تبدیل انواع این سیستم ها به یک دیگر مورد استفاده قرار می گیرد. Proj یک کتابخانه بسیار معروف در حوزه مکانی است که بی شک به عنوان جزو جدایی ناپذیر در بسیاری از نرم افزارهای GIS می باشد. در زبان پایتون با استفاده از ماژول Pyproj می توانید از تمامی قابلیت های Proj بهره مند شوید. اگر یک سامانه وب GIS توسعه می دهید و می خواهید در آن از سیستم های مختصات مختلف استفاده نمایید، حتما گذارتان به استفاده از این ماژول می افتد.
کتابخانه Geos، برای انجام عملیات روی لایه های برداری دو بعدی است. Geos به عنوان یک درگاه برای کتابخانه JTS ( در زبان برنامه نویسی جاوا)، محسوب می شود. Geos به زبان C++ نوشته شده است اما در پایتون می توان به توابع و اشیای آن دسترسی داشت و از قابلیت های این کتابخانه محبوب پایتون در GIS استفاده نمود.
این کتابخانه برای کار ساده تر با داده های مکانی است. کتابخانه Geopandas، کار با داده های مکانی را راحت تر کرده و اشیای کتابخانه pandas که برای تحلیل داده مورد استفاده قرار می گیرد را توسعه داده است. قابلیت هایی نظیر عملیات های فضایی روی داده های مکانی فراهم می کند. برای دسترسی و خواندن داده های مکانی از Fiona استفاده می کند. همچنین از matplotlib و Descartes برای نمایش بهره مند می شود
یک بسته Python برای تجزیه و تحلیل مجموعه ای و دستکاری عوارض مسطح با استفاده از توابع شناخته شده و موجود در کتابخانه GEOS است. فرض Shapely این است که برنامه نویسان Python بتوانند عملیات هندسی و توابع مکانی (همانند توابع مکانی PostGIS) را در خارج از پایگاه داده مکانی، انجام دهند و چنین توابعی را فراهم کرده است.
شاخص گذاری، یکی از تکنیک هایی است که برای افزایش سرعت کار با داده ها و جستجوی داده مورد نظر در بین انبوهی از داده ها، مورد استفاده قرار می گیرد. همان طور که در کتابخانه ها از شاخص برای یافتن کتاب ها در بین انبوهی از کتاب ها استفاده می شود.
اگر برای شروع یادگیری برنامه نویسی GIS جدی هستید و نیاز به راهنمایی دارید، درخواست مشاوره ثبت کنید. ما با شما تماس می گیریم و کمک تان خواهیم کرد.
آموزش رایگان GIS
ما سه کار می کنیم: آموزش GIS، مشاوره GIS، اجرای پروژه های GIS سازمانی
ما کمک می کنیم استقرار GIS در سازمان یا کسب و کار شما ساده، سریع و نتیجه بخش شود. اگر علاقمند GIS هستید، کمک می کنیم متخصص GIS حرفه ای شوید.
اصفهان، سه راه سیمین، ابتدای خیابان سهروردی، کوچه شهید باهنر، ساختمان اسپادانا، طبقه 4، واحد 4
از شنبه تا چهارشنبه 9 تا 17
تمامی حقوق این سایت متعلق به شرکت بهین رایانش آزاد است. این سایت در زمینه آموزش GIS، مشاوره GIS و اجرای پروژه GIS سازمان ها، فعالیت می‌کند.
4 thoughts on “آشنایی با کتابخانه های پایتون در GIS”
سلام
بسیار ممنون از نویسنده ی مقاله . واقعا مطلب مفیدی هست.
با تشکر
درود بر شما سپاس از دیدگاهتان و امیدوارم کمک کننده بوده باشد
ممنونم. واقعا مفید بود.
با سلام خوشحالیم اموزش های ما به شما کمک کرده است