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1 簡介
大家好我是費老師，我寫過很多篇介紹geopandas相關技術的文章，而geopandas之所以如此高效易用，成為Python GIS生態中的翹楚，離不開其底層依賴庫shapely對其向量計算功能的支援。
不僅是作為geopandas的基石，直接使用shapely中極其豐富的各種向量操作API，也可以幫助我們輕鬆實現各種細緻入微的向量操作。而就在幾天前，shapely釋出了其頗具里程碑意義的2.0正式版本，為我們帶來了更加澎湃的運算效能提升，以及更穩定更豐富的新功能，今天的文章費老師我就來帶大家一覽shapely 2.0版本中的主要新特性?。
2 shapely 2.0重要新特性一覽
通常我們不會專門去安裝shapely，在安裝geopandas的過程中它就順帶被安裝上了，在我的本地示例虛擬環境中shapely原先的版本為1.8.5，透過執行conda update shapely -c conda-forge -y可將其穩定升級到2.0.0以上的正式版本：
接下來我們來看看本次大的版本更新中帶來了哪些重要內容：
2.1 向量化向量操作帶來高達百倍的效能提升
新版shapely重寫了底層對C++庫GEOS的封裝方式，大幅度降低了冗餘計算成本，並且吸收了pygeos中的底層邏輯，對各種常用介面進行ufunc向量化運算支援，使得我們可以配合numpy快速實現，以contains()為例，基於shapely的頂級API介面：
在上面的例子中，相較於標量一對一運算和列表批次運算，新的向量化運算分別取得了500多倍和70多倍的運算加速?。
目前shapely的所有頂級API，以及shapely.ops等子模組下的頂級API均已支援向量化運算特性，具體見shapely中的API文件是否如下圖所示提及ufunc：
2.2 向量物件不可變
在以前的版本中，shapely中的向量要素物件是可變的，譬如對於LineString要素，可以在被建立後，透過為其coords屬性賦值新的座標串資訊以改變其向量資訊：
而從2.0.0開始，shapely中所有的向量要素變為不可變物件，這意味著它們可hash，譬如可以作為字典的鍵，或pandas分組運算的分組依據等：
2.3 向量要素類可作為頂級API使用
從上面的幾個例子中你也可以發現，新版shapely中我們可以直接從shapely匯入常用的各種向量要素類，這將作為from shapely.geometry import XXX方式的備選方式：
2.4 多部件要素不再可視作序列型物件
在以前的版本中，多部件要素譬如MultiPoint可以直接視作陣列物件來直接按位置索引或迭代，而從2.0.0開始，原有的方式會引發錯誤，請注意更換為使用其geoms屬性實現相關操作：
2.5 向量要素支援精度控制
從2.0.0開始，shapely新增API介面set_precision()和get_precision()用於針對向量要素進行座標精度設定和精度查詢，非常的方便：
2.6 基於GEOS新增大量新功能函式
隨著對底層GEOS依賴庫的版本更新（當前依賴版本：3.11.1），一大批新的實用功能函式得以被新增到shapely中，由於數量非常眾多，下面我僅對其中的部分典型新功能函式做介紹：
- extract_unique_points()
透過新增的函式extract_unique_points()，我們可以從指定要素中快速提取去重後的折點要素：
- node()
透過新增的函式node()，我們可以輕鬆地從線要素中提取出彼此不交叉的片段：
- minimum_bounding_circle()與minimum_bounding_radius()
透過minimum_bounding_circle()和minimum_bounding_radius()我們可以快速得到目標要素的最小外接圓及其對應半徑：
- dwithin()
透過dwithin()，我們可以快速判斷要素之間的距離是否小於所給定的閾值：
2.7 新增force_2d()、force_3d()函式
透過新增的快捷函式force_2d()和force_3d()，我們可以直接為指定要素移除/新增z軸資訊：
篇幅有限，本文只針對shapely 2.0中一些比較重要的內容進行介紹，更多新特性請移步其更新說明文件頁：https://shapely.readthedocs.io/en/stable/release/2.x.html
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