通过 bbox（或多边形）截断 osmnx：如何在边界处创建虚拟节点？答案

【问题标题】：Truncating osmnx by bbox (or polygon): How to create dummy nodes at boundaries?通过 bbox（或多边形）截断 osmnx：如何在边界处创建虚拟节点？
【发布时间】：2023-01-14 00:12:42
【问题描述】：

我正在尝试通过 bbox 截断 osmnx 图。它按照文档工作。可重现的自解释代码如下：

import numpy as np
import osmnx as ox
import geopandas as gpd
import networkx as nx
import matplotlib.pyplot as plt

N, S, E, W = 1.3235381983186159, 1.319982801681384, \
                           103.85361309942331 , 103.84833190057668,
graph = ox.graph_from_bbox(N, S, E, W, \
                           network_type='drive')
nodes= ox.graph_to_gdfs(graph, nodes=True, edges=False)
edges= ox.graph_to_gdfs(graph, edges=True, nodes=False)
fig, ax = ox.plot.plot_graph(
                graph,
                ax=None,
                figsize=(10, 10),
                bgcolor="white",
                node_color="red",
                node_size=5,
                node_alpha=None,
                node_edgecolor="none",
                node_zorder=1,
                edge_color="black",
                edge_linewidth=0.1,
                edge_alpha=None,
                show=False,
                close=False,
                save=False,
                bbox=None,
            )
W_ = W + (E-W) * 0.8
S_ = S + (N-S)*0.7
width = (E - W)*0.07 
height = (N - S)*0.1 

rect = plt.Rectangle((W_, S_), width, height, facecolor="green", alpha=0.3, edgecolor=None)
ax.add_patch(rect)
plt.show()

g_truncated = ox.truncate.truncate_graph_bbox(graph, S_ + height, S_, W_+width, W_, truncate_by_edge=False)
ox.plot_graph(g_truncated)

bbox和提取的图如下所示：

如果我想提取子图以便在边界处引入虚拟节点，我该怎么做？具体来说，我正在尝试获取图片中可见的子图。（即具有 6 个黑色节点的子图，如下所示：

鉴于 osmnx 的广泛流行，是否存在一种简单/直接的方法来实现这一目标？

【问题讨论】：

标签： python graph truncate osmnx

【解决方案1】：

- LOOP over edges in graph
  - LOOP over sides in box
     - IF box side intersects edge
        - remove edge
        - Add vertex at intersection point
        - Add edges between intersection vertex and original edge end points

您将需要在谷歌上搜索“计算两条线段的交点”

【讨论】：

感谢你的回答。两个问题： 1. 如何找到交点对于 shapely 或任何其他库来说是微不足道的。此外，如果涉及 bboxes，这是一个 O(log n) 时间操作。 2.您的蛮力方法对于多个查询非常低效。我在问题中提到的算法速度快了几个数量级，因为它利用了已经优化的函数 osm.truncategraph，显着减少了搜索空间。
您的问题是“如何在边界处创建虚拟节点？”这就是我的回答。如果你有不同的问题，你应该改变你的问题标题。
感谢你付出的努力。但我正在寻找比我已经提出的更好的方法。也许我应该在标题中添加如何更快地完成它。