Interseção de linhas para obter cruzamentos usando Python com QGIS?

Eu tenho um conjunto de linhas representando linhas de ônibus. Algumas das linhas estão sobrepostas e seguem as mesmas estradas.

Eu sou capaz de extrair os nós.

No entanto, estou interessado em extrair apenas cruzamentos como este:

Como posso fazer isso? Estou procurando maneiras com QGIS ou Python.

Eu tentei o método de interseção do GDAL Python, mas isso basicamente me retorna apenas os vértices.

O método Intersecções de linha do QGIS retorna as passagens se duas linhas se cruzarem. No entanto, no caso de duas linhas de ônibus percorrerem parte da rota na mesma estrada, isso não indica que eles apontam para onde se fundem.

Os nós:

Você deseja duas coisas: os pontos finais das polilinhas (sem nós intermediários) e os pontos de interseção. Há um problema adicional, alguns pontos finais das polilinhas também são pontos de interseção:

Uma solução é usar Python e os módulos Shapely e Fiona

1) Leia o shapefile:

from shapely.geometry import Point, shape
import fiona
lines = [shape(line['geometry']) for line in fiona.open("your_shapefile.shp")]

2) Encontre os pontos finais das linhas ( como obter os pontos finais de uma polilinha? ):

endpts = [(Point(list(line.coords)[0]), Point(list(line.coords)[-1])) for line  in lines]
# flatten the resulting list to a simple list of points
endpts= [pt for sublist in endpts  for pt in sublist] 

3) Calcule as interseções (iterando através de pares de geometrias na camada com o módulo itertools ). O resultado de algumas interseções são MultiPoints e queremos uma lista de pontos:

import itertools
inters = []
for line1,line2 in  itertools.combinations(lines, 2):
  if  line1.intersects(line2):
    inter = line1.intersection(line2)
    if "Point" == inter.type:
        inters.append(inter)
    elif "MultiPoint" == inter.type:
        inters.extend([pt for pt in inter])
    elif "MultiLineString" == inter.type:
        multiLine = [line for line in inter]
        first_coords = multiLine[0].coords[0]
        last_coords = multiLine[len(multiLine)-1].coords[1]
        inters.append(Point(first_coords[0], first_coords[1]))
        inters.append(Point(last_coords[0], last_coords[1]))
    elif "GeometryCollection" == inter.type:
        for geom in inter:
            if "Point" == geom.type:
                inters.append(geom)
            elif "MultiPoint" == geom.type:
                inters.extend([pt for pt in geom])
            elif "MultiLineString" == geom.type:
                multiLine = [line for line in geom]
                first_coords = multiLine[0].coords[0]
                last_coords = multiLine[len(multiLine)-1].coords[1]
                inters.append(Point(first_coords[0], first_coords[1]))
                inters.append(Point(last_coords[0], last_coords[1]))

4) Elimine duplicatas entre os pontos finais e os pontos de interseção (como você pode ver nas figuras)

result = endpts.extend([pt for pt in inters  if pt not in endpts])

5) Salve o shapefile resultante

from shapely.geometry import mapping
# schema of the shapefile
schema = {'geometry': 'Point','properties': {'test': 'int'}}
# creation of the shapefile
with fiona.open('result.shp','w','ESRI Shapefile', schema) as output:
    for i, pt in enumerate(result):
        output.write({'geometry':mapping(pt), 'properties':{'test':i}})

Resultado final:

Os segmentos de linha

Se você quiser também os segmentos entre os nós, precisará "planarizar" ( Gráfico Planar , nenhuma aresta se cruza) no seu arquivo de forma. Isso pode ser feito pela função unary_union do Shapely

from shapely.ops import unary_union
graph = unary_union(lines)