Respuestas:
No sé acerca de la compatibilidad con GAE, pero podría probar SymPy para funciones matemáticas y geométricas puras. De lo contrario, el único otro que conozco es Shapely, pero tiene una dependencia libgeos_c que podría descalificarlo según sus requisitos.
ACTUALIZACIÓN: SymPy también tiene licencia BSD, lo que podría ser un beneficio importante para algunos desarrolladores.
¡No sé si la implementación PY de Geoscript se basa en módulos externos o no! Echa un vistazo: http://geoscript.org/py/index.html
Py2D es Python puro sin dependencias externas: https://github.com/sseemayer/Py2D
Creo que tiene la mayoría, si no toda, la funcionalidad de Shapely / GEOS. Pero hay una trampa. Está diseñado para ser una biblioteca de juegos, por lo que algunas funciones se rompen cuando se trata de coordenadas negativas. Si puedes evitar eso, es genial.
La mayor parte de la acción está contenida en los módulos que se encuentran en el directorio de código fuente "Math". Planeo clonarlo y optimizarlo para uso geoespacial algún día.
Python GIS: http://gispython.org/ Hay una colección de muchas herramientas.