Спасибо вам обоим. Crs был одинаковым в обоих файлах. Я установил для параметра keep_geom_type значение False, что решило проблему (вернуло коллекцию Geometrycollection, состоящую из Linestring и многоугольника).
Я не пробовал это раньше, так как информация на веб-сайте сбивала с толку: «В настройках по умолчанию, overlay возвращает только геометрии того же типа геометрии, что и df1 (левый), где Polygon и MultiPolygon рассматриваются как один и тот же тип (другие типы аналогично). [...] ". Я пересекаю два многоугольника, но не получаю взамен многоугольник.
В любом случае, теперь это решено. Большое вам спасибо.