shapeファイルを画像に変換して出力したい

Question

Python初心者です．
現在，shapeファイルを指定のピクセル数で画像化し，出力したいと考えております．
shapeファイルは，国土地理院の基盤地図情報ダウンロードサービスより入手した海岸線データですので，
点と線のみで構成されたデータとなっています．

shapeファイルを以下のようにプロットし，描画するところまではできるようになりました．

roadshape = 'filename.shp'
data = gpd.read_file(roadshape)
fig, ax = plt.subplots(figsize=(15,15))
data.plot(ax=ax)

しかし，これを画像として保存することができず，困っております．
shapeファイルに入っている座標データなども保有した状態で画像として出力したいと考えております．
なお，出力したい画像の形式はtiffを考えております．

使用可能なライブラリ等があれば，教えていただけると幸いです．
よろしくお願いいたします．

Comments

[tiitoi]

matplotlib の画像出力機能 fig.savefig() で保存するのではだめでしょうか？

[nil0]

返信が遅くなり申し訳ありません．
上記のコードにfig.saving("figname.tif")と追加してもtifというフォーマットはサポートされていないというエラーが出るのですが，shapeファイルに対してもこのfig.savingは使用できるのでしょうか．
また，その場合，解像度（ピクセル数）等はどのように決定されるのでしょうか．
教えていただけますと幸いです．
よろしくお願いいたします．

[tiitoi]

回答に書きました。

Answer 1

上記のコードにfig.saving("figname.tif")と追加してもtifというフォーマットはサポートされていないというエラーが出るのですが，shapeファイルに対してもこのfig.savingは使用できるのでしょうか．

gpd は geopandas というライブラリだと思いますが、描画は内部的には matplotlib を使っています。
なので、以下の2点のやり方を押さえれば実現できると思います。

1. matplotlib で指定した解像度で画像化する方法
2. tiff 形式で保存する方法

1に関しては、matplotlib は図の大きさはインチ単位で指定し、画像化する際は dpi (dot per inch、1インチあたりのピクセル数) を乗算した値が実際の解像度になります。
例えば、(500, 500) の解像度で保存したい場合、dpi が 72 (matplotlib のデフォルト) の場合、figsize=(500 / 72, 500 / 72) と指定します。

2に関しては、matplotlib は tiff 形式をサポートしていません。
なので、可逆圧縮などの png 形式で一度出力し、tiff 形式をサポートしている pillow などのライブラリで再度それを読み込み、tiff 形式で保存し直すと実現できます。

質問のコードに追記する形なら以下のようになると思います。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from PIL import Image
from io import BytesIO
import geopandas as gpd

w_px, h_px = 500, 500  # 保存する画像サイズ (px)

dpi = plt.rcParams["figure.dpi"]
w_inch, h_inch = w_px / dpi, h_px / dpi

x = np.arange(100)
y = x ** 2
fig, ax = plt.subplots(figsize=(w_inch, h_inch))
fig.subplots_adjust(left=0, right=1, top=1, bottom=0)  # 図の周りの余白削除
ax.set_axis_off()  # xy の目盛り軸削除

roadshape = 'filename.shp'
data = gpd.read_file(roadshape)
data.plot(ax=ax)

out = BytesIO()
fig.savefig(out, format='png')
img = Image.open(out)
img.save('sample.tiff')

Comments

[nil0]

早速のご返答ならびにコードのご提示ありがとうございます．

matplotlibはtiff形式をサポートしていないため，tiff形式で出力する場合には，一度png等の別形式で出力したのち，pillow等のtiff形式をサポートしているライブラリで画像を読み込み，保存するという過程が必要とのこと理解致しました．
ご提示いただいたコードを参考に，自身でコードを書いてみたところ，無事，解像度を指定した上でtiff形式の画像を出力することができました．

最後に一点だけ伺いたいのですが，画像を出力した際に，座標軸や枠も併せて描画されてしまうのですが，このような情報をなくし，画像のみを出力するためには，どのようにコーディングすればよいでしょうか．
よろしくお願いいたします．

[tiitoi]

座標軸や枠は Axes.set_axis_off() で消せます。
https://matplotlib.org/3.1.1/api/_as_gen/matplotlib.axes.Axes.set_axis_off.html

ax.set_axis_off()

余白は
fig.subplots_adjust(left=0, right=1, top=1, bottom=0)
で消せます

回答のコードを修正しました

[nil0]

教えていただいた通りにコードを付け足しましたら，問題なく座標軸や余白等を消すことができました．
また，webサイトも非常に参考になりました．
今後，なにか問題が生じた際に利用させていただきます．

この度は多くの質問にお答えいただきありがとうございました．
無事，すべての問題を解決することができました．