使用Python实现多边形六边形填充的可用空间模块及函数问询

可用方案汇总 #

有多个成熟的Python空间工具链可以实现和PostGIS的ST_HexagonGrid一致的多边形区域六边形网格填充能力，以下是最常用的实现方案： #

方案1：Uber H3 库（推荐）

H3是工业界应用最广的全球统一六边形格网库，搭配geopandas、shapely可以快速完成需求，生成效率高，格网支持全球唯一编码。
依赖安装命令：
pip install h3 geopandas shapely
示例代码：

import geopandas as gpd
import h3
from shapely.geometry import Polygon

# 读取待填充的多边形矢量，也可直接构造shapely Polygon对象
input_gdf = gpd.read_file("your_polygon.geojson")
input_poly = input_gdf.iloc[0].geometry
# 定义H3分辨率：数值越大六边形越小，0级边长约110km，10级约150m
resolution = 8

# 获取覆盖多边形的所有六边形索引
hex_ids = h3.polyfill(input_poly.__geo_interface__, resolution, geo_json_conformant=True)
# 将索引转为六边形矢量面
hex_polygons = [Polygon(h3.h3_to_geo_boundary(h, geo_json=True)) for h in hex_ids]
# 转为GeoDataFrame可直接导出或后续分析
hex_gdf = gpd.GeoDataFrame({"hex_id": hex_ids}, geometry=hex_polygons, crs=input_gdf.crs)

方案2：Tobler 库

Tobler是PySAL空间分析生态下的工具库，内置封装好的格网生成接口，代码更简洁。
依赖安装命令：
pip install tobler geopandas
示例代码：

import geopandas as gpd
from tobler.util import h3fy

input_gdf = gpd.read_file("your_polygon.geojson")
# 直接传入多边形GeoDataFrame和分辨率即可生成格网
hex_gdf = h3fy(input_gdf, resolution=8)

方案3：自定义边长实现（非固定分辨率）

如果需要自定义六边形边长、不使用H3的固定分辨率体系，可以用pyhexgrid库实现，参数可完全对齐PostGIS的ST_HexagonGrid输出。
依赖安装命令：
pip install pyhexgrid geopandas shapely
示例代码：

import geopandas as gpd
from pyhexgrid import HexGrid

input_gdf = gpd.read_file("your_polygon.geojson")
input_poly = input_gdf.iloc[0].geometry
# 定义六边形边长（单位和输入坐标系单位一致，如投影坐标系下可设为米），flat_top=True对应PostGIS默认的平顶点六边形
grid = HexGrid(side_length=1000, flat_top=True)
# 筛选和输入多边形相交的所有六边形
hex_polygons = grid.get_intersecting_polygons(input_poly)
hex_gdf = gpd.GeoDataFrame(geometry=hex_polygons, crs=input_gdf.crs)

补充说明 #

上述所有方案都支持调整参数匹配尖顶点/平顶点六边形、格网偏移、边长等需求，输出结果可与PostGIS的ST_HexagonGrid完全对齐。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者four-eyes