檢查地理點是否在Python中的多邊形內或外

Question

我正在使用python，並且我已經定義了地圖上多邊形的緯度和經度（以度爲單位）。 我的目標是檢查座標x,y的通用點P是否屬於這樣的多邊形。因此，我希望有一個功能允許我檢查這種情況，如果點位於多邊形的內部或外部，則返回True或False。

在這個例子中，關鍵是外面那麼結果將是False

問題：是否有圖書館/包，允許達到我的目標？如果是的話，你推薦哪一個？你能否舉一個小例子來說明如何使用它？

這是迄今爲止我所編寫的代碼：

import numpy as np 

# Define vertices of polygon (lat/lon) 
v0 = [7.5, -2.5] 
v1 = [2, 3.5] 
v2 = [-2, 4] 
v3 = [-5.5, -4] 
v4 = [0, -10] 
lats_vect = np.array([v0[0],v1[0],v2[0],v3[0],v4[0]]) 
lons_vect = np.array([v0[1],v1[1],v2[1],v3[1],v4[1]]) 

# Point of interest P 
x, y = -6, 5 # x = Lat, y = Lon 

## START MODIFYING FROM HERE; DO NOT MODIFY POLYGON VERTICES AND DATA TYPE 
# Check if point of interest falls within polygon boundaries 
# If yes, return True 
# If no, return falls 

爲了繪製多邊形和我用cartopy，我寫了下面的代碼行的關注點：

import cartopy.crs as ccrs 
import matplotlib.pyplot as plt 
ax = plt.axes(projection=ccrs.PlateCarree()) 
ax.stock_img() 

# Append first vertex to end of vector to close polygon when plotting 
lats_vect = np.append(lats_vect, lats_vect[0]) 
lons_vect = np.append(lons_vect, lons_vect[0]) 
plt.plot([lons_vect[0:-1], lons_vect[1:]], [lats_vect[0:-1], lats_vect[1:]], 
     color='black', linewidth=1, 
     transform=ccrs.Geodetic(), 
     ) 

plt.plot(y, x, 
     '*',   # marker shape 
     color='blue', # marker colour 
     markersize=8 # marker size 
     ) 

plt.show() 

注意：

• 點用大詞相互連接rcles！
• 我在internt中進行了研究，最後我發現了一些類似的問題like this one，但我沒有成功，因爲他們都使用我沒有的.shp文件。

Answer 1

這是我的問題的一種可能的解決方案。

1. 地理座標必須正確存儲。實施例np.array([[Lon_A, Lat_A], [Lon_B, Lat_B], [Lon_C, Lat_C]])
2. 創建多邊形
3. 創建待測試
4. 使用polygon.contains(point)要測試的點，如果點是內部（True）或外（False）的多邊形。

這裏是代碼的缺失部分：

from shapely.geometry import Point 
from shapely.geometry.polygon import Polygon 

lons_lats_vect = np.column_stack((lons_vect, lats_vect)) # Reshape coordinates 
polygon = Polygon(lons_lats_vect) # create polygon 
point = Point(y,x) # create point 
print(polygon.contains(point)) # check if polygon contains point 

注：多邊形不考慮大週期明顯，因此，有必要的邊緣分割成許多段從而增加頂點的數量。

Answer 2

另一種方式來做到這一點是通過使用奇偶算法在這個環節https://wrf.ecse.rpi.edu//Research/Short_Notes/pnpoly.html解釋Python代碼在維基百科給出https://en.wikipedia.org/wiki/Even–odd_rule

夥計們，只記得點，使多邊形物質的訂單！我的意思是，不同的順序會導致不同的多邊形。