数据处理(三)：判断一个点是否在多边形区域内

def isinpolygon(point,vertex_lst):
    '''
    :param point: 目标点
    :param vertex_lst: 围成的区域集合
    :param contain_boundary:
    :return:判断点是否在外接区域内，如果不在，直接返回false
    '''
    #检测点是否位于区域外接矩形内

    lngaxis, lataxis = zip(*vertex_lst)# lngaxis代表x轴的元组集合，lataxis代表y轴的元组集合
    minlng, maxlng = min(lngaxis), max(lngaxis)# minlng--x轴元组最小值，maxlng--x轴元组最大值
    minlat, maxlat = min(lataxis), max(lataxis)# minlat--y轴元组最小值，maxlat--y轴元组最大值
    lng, lat = point# lng--目标点x值, lat--目标点y值
    isin = (minlng <= lng <= maxlng) & (minlat <= lat <= maxlat)

    return isin

def isintersect(poi,spoi,epoi):
    '''
    poi : 目标点
    spoi: 第1个边界坐标到最后一个坐标
    epoi：第0个边界坐标到倒数第一个坐标
    '''

    #输入：判断点，边起点，边终点，都是[lng,lat]格式数组
    #射线是与x轴水平线
    lng, lat = poi #lng--目标点X轴, lat--目标点Y轴
    slng, slat = spoi #slng--边界点的X轴, slat--边界点的Y轴
    elng, elat = epoi #elng--边界点的X轴, elat--边界点的Y轴
    if poi == spoi:
        # print("在顶点上")
        return None
    if slat == elat: #排除与射线平行、重合，线段首尾端点重合的情况
        return False
    if slat > lat and elat > lat: #线段在射线上边
        return False
    if slat < lat and elat < lat: #线段在射线下边
        return False
    if slat == lat and elat > lat: #交点为上端点，对应spoint
        return False
    if elat == lat and slat > lat: #交点为下端点，对应epoint
        return False
    if slng < lng and elat < lat: #线段在射线左边
        return False
    #求交点
    xseg = elng-(elng-slng)*(elat-lat)/(elat-slat)
    if xseg == lng:
        #print("点在多边形的边上")
        return None
    if xseg < lng: #交点在射线起点的左侧
        return False
    return True  #排除上述情况之后

def isin_multipolygon(poi,vertex_lst):
    '''
    :param poi: 需要判断的目标点
    :param vertex_lst: 区域点的集合
    :param contain_boundary:
    :return:范围TRUE和FLASE，如果穿过点个数为偶数，说明点在区域外
    '''

    # 判断点是否在外接区域内，如果不在，直接返回false
    if not isinpolygon(poi, vertex_lst):
        # if not 即取反，当返回的是flase时，直接表明不在区域内，直接返回flase，不进行下面的判断
        return False

    sinsc = 0
    for spoi, epoi in zip(vertex_lst[1:], vertex_lst[:-1]):
        '''
        spoi: 第1个边界坐标到最后一个坐标
        epoi：第0个边界坐标到倒数第一个坐标
        先判断是不是在线段上，如果是，直接返回TRUE
        如果不是在线段上，判断射线和整个多边形线段的True的个数，即角点个数，如果交点个数为奇数，说明在多边形内，如果为偶数，说明不在
        '''

        intersect = isintersect(poi, spoi, epoi)
        if intersect is None:#点在线段上，直接返回True，不做其他循环了
            return True

        elif intersect is True: #如果返回来的是true，计数+1
            sinsc += 1
    return sinsc % 2 == 1#如果是2的倍数，返回False，不是2的倍数，返回false

if __name__ == '__main__':
    vertex_lst = [[1, 0], [2, 1], [1, 2], [0, 1], [1, 0]]
    for i in range(10):
        poi = [1.5, 0.2]
        print(isin_multipolygon(poi, vertex_lst))
        time.sleep(1)