Буферизация полилинии на переменном расстоянии ⇐ Python

[Anonymous]

У меня есть список точек (x,y), которые составляют ломаную линию, каждая точка также имеет значение (m).
Мне нужен многоугольник, который является буфером полилинии с переменным расстоянием m. Таким образом, в каждой точке полигон имеет ширину 2×м (если не перекрывается) и перпендикулярен направлению полилинии в этой точке.
Рецепт:

• Разделите строку на сегменты. Для каждого сегмента:
  
  буферизируйте 2 конечные точки, каждая точка имеет свое значение.
• Возьмите выпуклую оболочку буферов.

[*]Объедините все выпуклые оболочки.

Я ищу решение, которое вычислительно быстрее, чем реализация этих шагов, наивно используя соответствующие стройные методы. Я ищу решение, которое можно вызвать из Python.
Все стандартные методы, которые я отметил, изначально не поддерживают переменное расстояние, буфер shapely или буфер geopanda. Эти методы основаны на библиотеке geos, в которой эта функция отмечена в системе отслеживания проблем, но пока не реализована.
Я также заметил реализацию в QGis, но не знаю, как ее можно перенести, например. строка фигурного объекта.


import numpy as np
from shapely import Point, convex_hull, MultiPoint, LineString, unary_union, Polygon

def segment_buffer(p1, p2, dist1, dist2):
poly1 = Point(p1).buffer(dist1)
poly2 = Point(p2).buffer(dist2)
return convex_hull(MultiPoint(np.concatenate([poly1.exterior.coords, poly2.exterior.coords])))

def variable_buffer(polyline: LineString, distances):
pts = list(polyline.coords)
parts = []
# for i in tqdm(range(1, len(pts)), desc='elements in polyline'):
for i in range(1, len(pts)):
dist0 = distances
dist1 = distances
if dist0 > 0 or dist1 > 0:
poly = segment_buffer(pts, pts, dist0, dist1)
parts.append(poly)

buffer_geom = unary_union(parts)

if buffer_geom.is_empty:
return Polygon()
return buffer_geom

def buffer(navigation, distances):
navigation = np.asarray(navigation)
if not navigation.size:
return Polygon()
if len(navigation) != len(distances):
raise ValueError("Number of points does not match number of distances")
geometry = LineString(navigation)
return variable_buffer(geometry, distances)


from shapely import plotting, LineString

from main import buffer
import matplotlib.pyplot as plt

data = [[0,0],
[5,-2],
[10,2],
[15,0],
[20,5],
[25,0],
[35, 0],
]

buffer_distances = [3,4,0,2,5,2,2]

polygon = buffer(data, buffer_distances)

fig, ax = plt.subplots()
plotting.plot_polygon(polygon)
plotting.plot_line(LineString(data))
plt.show()


Подробнее здесь: https://stackoverflow.com/questions/798 ... e-distance