如何使用Matplotlib将多个矩形的重叠区域以不同颜色可视化

你需要先安装几何计算库shapely用于计算矩形相交区域：

pip install shapely

完整实现代码 #

import matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt
from shapely.geometry import Polygon
from matplotlib.patches import Polygon as MplPolygon

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)

# 定义原始矩形参数 (左下角x, 左下角y, 宽度, 高度, 填充颜色)
rect_params = [
    ((-675, -374), 744, 412, 'green'),
    ((-48, -454), 116, 491, 'blue'),
    ((-1009, -189), 1074, 225, 'yellow')
]

shp_rects = []
for (x0, y0), w, h, color in rect_params:
    # 绘制原始矩形
    rect = matplotlib.patches.Rectangle((x0, y0), w, h, color=color, alpha=0.6)
    ax.add_patch(rect)
    # 生成对应shapely几何对象用于后续交集计算
    rect_pts = [(x0, y0), (x0+w, y0), (x0+w, y0+h), (x0, y0+h)]
    shp_rects.append(Polygon(rect_pts))

# 自定义相交区域样式，可按需修改
inter_style = {
    "two_rect": {"color": "red", "alpha": 0.9}, # 两个矩形相交区域样式
    "three_rect": {"color": "purple", "alpha": 0.9} # 三个矩形相交区域样式
}

# 计算并绘制所有两两相交的区域
for i in range(len(shp_rects)):
    for j in range(i+1, len(shp_rects)):
        inter_area = shp_rects[i].intersection(shp_rects[j])
        if not inter_area.is_empty:
            inter_patch = MplPolygon(list(inter_area.exterior.coords), **inter_style["two_rect"])
            ax.add_patch(inter_patch)

# 计算并绘制三个矩形共同相交的区域
triple_inter_area = shp_rects[0].intersection(shp_rects[1]).intersection(shp_rects[2])
if not triple_inter_area.is_empty:
    triple_inter_patch = MplPolygon(list(triple_inter_area.exterior.coords), **inter_style["three_rect"])
    ax.add_patch(triple_inter_patch)

plt.xlim([-1100, 1100])
plt.ylim([-1100, 1100])
plt.show()

实现说明 #

• 所有相交区域的颜色、透明度、边框样式都可以根据需求自行调整
• 如果后续需要处理更多矩形，可以通过组合遍历的方式批量计算所有多矩形组合的相交区域，无需手动逐个定义
• 如果相交区域为离散的多块形状，只需额外判断inter_area的类型为MultiPolygon后遍历inter_area.geoms逐个绘制即可

内容的提问来源于stack exchange，提问作者HB21