geopandasで読み込んだshpファイルの属性テーブルに新たなフィールドを追加したい。

Question

実行環境

実行環境はWindows10、Annaconda（Spyder）を使用しています。

実現したいこと

geopandasで読み込んだshpファイルの属性テーブルに新たなフィールドを追加したい。

###前提
農地データと人工衛星のマイクロ波の照射方向の関係性について研究しています。
geopandasによってshpファイル（耕区データ）を読み込み、ポリゴンを抽出しました。
そして各ポリゴンに対して軸を15度ずつ回転させていき、x軸方向とy軸方向の標準偏差を計算しています。今後実際にgeopandasで読み込んだshpファイルの属性テーブルに標準偏差が最大・最小となる角度を追加しようと考えています。そして最終的にQGISで実際にshpファイルを表示させようと考えています。

該当のソースコード

import geopandas as gpd
import re
import numpy as np
import math
from statistics import stdev

#','のところで区切る
def convert_coordinates(x):
    s = re.sub('(^[^(]*(*)|()*)', '', x.wkt)
    return [[float(x) for x in y.strip().split(' ')] for y in s.split(',')]

#shpファイルの読み込み
yoshi = gpd.read_file("yoshikawa_2019.shp")

#座標の抽出
yoshi_points = yoshi['geometry']
print(yoshi_points)

for i in range(0, 57):
    #1つのポリゴンに関する座標取得
    coordinates = convert_coordinates(yoshi_points[i])
    #ポリゴンを構成する頂点の数
    point = len(coordinates)
    stdev_x1 = []
    stdev_y1 = []
    
    for k in range(0,12):
        #軸の回転角度
        a = k * 15
        #回転行列の作成
        rot = np.array([[math.cos(math.radians(a)),math.sin(math.radians(a))],
                        [(-1)*math.sin(math.radians(a)),math.cos(math.radians(a))]])
        x = []
        y = []
       
        for j in range(0,point):
            #あるポリゴンに関しての点
            coordinates_c = coordinates[j]          
            #z座標削除
            coordinates_c = coordinates_c[0:2]
            #行列演算をするためにlist型からnumpyに変換
            c = np.array(coordinates_c)
            
            d = np.dot(rot, c)
            
            d_rot = d.tolist()
            x += [d_rot[0]]
            y += [d_rot[1]]
            
            if j == point-1:
                #あるポリゴンでｘ軸方向の標準偏差の計算
                stdev_x1 += [stdev(x)]
                #あるポリゴンでｘ軸方向の標準偏差の最大値
                max_x1 = max(stdev_x1)
                #あるポリゴンでｘ軸方向の標準偏差の最小値
                min_x1 = min(stdev_x1)
                #あるポリゴンでｘ軸方向の標準偏差の計算
                stdev_y1 += [stdev(y)]
                #あるポリゴンでy軸方向の標準偏差の最大値
                max_y1 = max(stdev_y1)
                #あるポリゴンでy軸方向の標準偏差の最小値
                min_y1 = min(stdev_y1)
            else:
                pass
            
        if k == 11:           
                #何番目の標準偏差が最大値か
                max_order = 15*(stdev_x1.index(max_x1))
                print("max_x1:{}".format(max_order))
                #何番目の標準偏差が最小値か
                min_order  = 15*(stdev_x1.index(min_x1))
                print("min_x1:{}".format(min_order))
                #何番目の標準偏差が最大値か
                #print("max_y1:{}".format(stdev_y1.index(max_y1)))
                #何番目の標準偏差が最小値か
                #print("min_y1:{}".format(stdev_y1.index(min_y1)))
                #座標に標準偏差も追加
                coordinates += (max_order, min_order)
        else:
            pass            

困っていること

現在標準偏差を計算する段階まで進みました。
処理を行う際に計算を行うためにnumpy、行列として扱うためにlistを使用しています。geopandasのデータフレームではなくなっていますが、その後QGISに表示することを考えると元々のshpファイルへの属性値の追加を行いたいです。
もし分かる方がいましたら、教えていただきたいです。

Answer 1

色々やり方はあると思いますが、私が知ってる範囲では次のようなやり方が
いいのではと思っています。

def mycalc(row):
	coordinates = convert_coordinates(row['geometry'])
	# 略
	return (標準偏差が最大となる角度,標準偏差が最小となる角度)

yoshi = gpd.read_file("yoshikawa_2019.shp")

yoshi[['Angle1','Angle2']]=yoshi.apply(mycalc, axis=1,result_type='expand')

yoshi.to_file('yoshikawa_2019_calc.shp')

to_fileのパスを読み込みと同じにすると上書きになります。

ただ、これだけだとデータの型が読み込んだ時と変わってしまうと思うので
データ型を気にする場合には注意が必要だと思います。

（追記 2021/05/24）
Geopandasの処理はpandasと似ていますので、pandasで検索すると色々な方法はわかるかと思います。

Comments

[melo_yuya]

ご回答ありがとうございます。
pandasに標準偏差が最大・最小となる角度を格納し、yoshi_pointsを格納したDataFramaeに追加することで、出来ました。
ありがとうございました。