QGIS 파이썬 콘솔(PyQGIS)에서 버퍼 다루기

1. QGIS

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작년 DevDay때 입지 분석을 진행하면서 QGIS를 처음 접하게 되었고, 지금까지도 유용하게 활용하고 있다. 현재는 프로젝트 고도화 과정에서 파이썬을 사용하여 입지분석 자동화 코드를 작성하는 중이다. 이 과정에서 배운 내용을 소개하고자 한다.

QGIS는 Quantum GIS의 약자로, 오픈 소스 기반의 지리 정보 시스템(GIS) 소프트웨어이다. 다양한 데이터 형식을 지원하며, 벡터 데이터(점, 선, 다각형 등)와 래스터 데이터(지도, 공간, 영상 등)를 처리할 수 있다.

 

QGIS 설치방법이나 개념 등은 이미 다른 많은 블로그에서 다루고 있으므로, 생략하고 포스팅 할 예정이다.

오늘 소개할 내용은 다음과 같다.

• QGIS + 파이썬 사용가이드
• QGIS Buffer 다루기

2. QGIS + 파이썬 사용가이드

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QGIS를 키고 저 아이콘을 누르면

단축키는 Ctrl + AIT + P

 

파이썬 콘솔창이 나오며, QGIS상에서 파이썬 코드를 작성할 수 있다.

필수적으로 import 해야하는 것은

• import processing : QGIS에서 파이썬을 사용해 지오프로세싱 작업을 수행할 수 있게 해준다.
• import os : OS에서 자연스럽게 하던 작업들(파일 복사, 폴더 생성, 경로 지정)을 코드에서도 활용할 수 있게 해준다.

사용하고자 하는 QGIS의 기능을 알고 싶을 때는 processing.algorithmHelp(알고리즘ID) 코드를 이용하면 된다.

processing.algorithmHelp(알고리즘ID) : 알고리즘ID의 메뉴얼을 알려준다.

 

ex) native:buffer

위 사진에서 볼 수 있듯이 알고리즘 소개부터 Input parameters, Output등을 확인할 수 있다.

3. QGIS Buffer

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버퍼(Buffer)의 사용 사례로는

• 도로 주변 1km 반경의 버퍼를 생성하여 교통 소음에 노출되는 주거 구역 식별
• 강이나 호수 주변에 버퍼를 생성해 생태계 보호 구역 지정
• 그린벨트 설정
• 학교 주변에 1km 반경의 버퍼를 생성해 학군 지역 지정

등등이 있다.

버퍼에서 주로 쓰는 파라미터로는

• INPUT : 버퍼를 적용한 SHP파일

SHP파일이란? 벡터방식으로 공간정보를 저장하는 파일, 점(Point), 선(Line), 면(Polygon) 중 한 속성을 가진다.

•  
• DISTANCE : 버퍼 적용거리 (단위 : m)
• SEGMENTS : 버퍼 중심의 반경을 이루는 점의 개수 (많을수록 원에 가까워짐. BUT 용량이 크다. 성능과 정확성 사이의 트레이드오프 관계..)
• DISSOLVE : 버퍼 경계 병합(0 : 디졸브 미적용 1 : 디졸브 적용)
• OUTPUT : 결과물 (임시 결과물, 혹은 SHP파일로 저장)

이 뿐만 아니라 JOIN_STYLE, MITER_LIMIT, END_CAP_STYLE 등이 있다.

자세히 알고 싶으면 링크 참고 >> QGIS BUFFER

자 이제 실습을 시작해볼까? 버퍼실습은 청구아파트경로당으로 할 것이다.

3.1 DISTANCE 변경

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import os
import processing

# Input file path
senior_cheong_gu = 'C:/Users/admin/Desktop/senior_park/cheong_gu_senior_5181.shp'

# buffer distance
buffer_distance= "버퍼 거리 지정"

# Output file path
# memory:senior = 임시메모리에 저장, 이름은 senior로 하겠다. // 내 컴퓨터에 저장하고 싶을 시, 파일 경로를 지정해주면 됨
output_temp_buffer = 'memory:senior'

# buffer_parameter
bufferParams = { 'INPUT' : senior_cheong_gu  ,'DISTANCE' : buffer_distance,'OUTPUT':output_temp_buffer}

# buffer start
buffer = processing.run('native:buffer' , bufferParams)

# QGIS 레이어에 추가할 때, buffer['OUTPUT']을 추가
QgsProject.instance().addMapLayer(buffer['OUTPUT'])

 

1) DISTANCE : 100

 

2) DISTANCE : 200

 

3) DISTANCE : 500

 

4) 반복문 사용해서 여러 개 버퍼 생성

# buffer distance
buffer_distance=[500,300,200,100,50,30]
# Loop
for dis in buffer_distance:
    output_temp_buffer = 'memory:senior'+str(dis)
    bufferParams = { 'INPUT' : senior_cheong_gu  ,'DISTANCE' : dis,'OUTPUT':output_temp_buffer}

    # buffer start
    buffer = processing.run('native:buffer' , bufferParams)

    # QGIS 레이어에 추가할 때, buffer['OUTPUT']을 추가
    QgsProject.instance().addMapLayer(buffer['OUTPUT'])

3.2 SEGMENTS 변경

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위의 실습 사진을 자세히 보면 원이 각져있는 것이 보인다. 이러한 현상은 SEGMENTS옵션을 조절하여 해결할 수 있다. SEGMENTS옵션을 높여서 원의 외부 경계를 더 많은 세그먼트로 근사화하면 더 부드러운 곡선 형태를 얻을 수 있다.

SEGMENTS값을 높이면 처리 시간이 더 오래 걸릴 수 있으므로 작업에 따라서 적절한 세그먼트 수를 선택하는 것이 중요하다!

import os
import processing
import time 
# Input file path
senior_cheong_gu = 'C:/Users/admin/Desktop/senior_park/cheong_gu_senior_5181.shp'

start = time.time()
# Output file path
output_temp_buffer = 'memory:senior'

# buffer distance
buffer_distance=500

#segments number
number = "세그먼트 수 지정"

# buffer_parameter
bufferParams = { 'INPUT' : senior_cheong_gu  ,'DISTANCE' : buffer_distance,'SEGMENTS':number,'OUTPUT':output_temp_buffer}

# buffer start
buffer = processing.run('native:buffer' , bufferParams)

# QGIS 레이어에 추가
QgsProject.instance().addMapLayer(buffer['OUTPUT'])

end=time.time()
print(f"{end-start:5f} sec")

 

1) SEGMENTS : 10 , time : 0.031084 sec

언뜻 보면 원처럼 보이지만 확대 시

아직 각져있는 것을 볼 수 있다.

 

2) SEGMENTS : 100 , time : 0.043099 sec

• SEGMENTS 10과 100의 미세한 차이점

(버퍼 크기가 작아 시간 차이가 별로 나지 않네유,,암튼) SEGMENTS 수를 늘리면 늘릴수록 분석에 원의 정확성을 높일 수 있지만 시간이 오래걸리니 각 상황에서 맞춰서 SEGMENTS 값을 조절하자~

3.3 DISSOLVE ON & OFF

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디졸브(DISSOLVE)는 버퍼 영역을 생성한 후, 겹치거나 인접한 영역을 하나로 병합하여 단일 영역으로 만드는 작업이다.

• 면 레이어의 경우, 인접한 폴리곤의 공통 경계가 지워진다.

부산광역시 종합병원 데이터로 병세권(?)을 구해보자.

 

1) DISSOLVE OFF

# buffer_parameter
bufferParams = { 'INPUT' : busan_hospital  ,'DISSOLVE':0,'DISTANCE' : buffer_distance,'SEGMENTS':number,'OUTPUT':output_temp_buffer}

사하구에는 종합병원이 하나도 없네요...?

 

2) DISSOLVE ON

# buffer_parameter
bufferParams = { 'INPUT' : busan_hospital  ,'DISSOLVE':1,'DISTANCE' : buffer_distance,'SEGMENTS':number,'OUTPUT':output_temp_buffer}

이렇게 QGIS 버퍼에 대해서 간단히 알아보았다...! 끝~