python判断点是否落在某区域内--空间关系判断

python判断点是否落在某区域内

多边形边界上的点是在多边形内部还是外部，一个标准的约定是在左边界或下边界上的点认为是在多边形内部，在右边界或上边界的点认为是多边形的外部。（在这种约定下，如果两个不同的多边形共享一个公共边，那么在这条边上的点会在一个多边形的内部而在另一个多变形的外部）


[图片摘自《地理信息系统算法基础》]

def isInRegion(lon, lat, region_1):
    '''
    判断点[lon, lat] 是否在区域 region_1内
    :param lon: 输入点的 经度
    :param lat: 输入点的 纬度
    :param region_1: region1是一个list，其格式为：[[-74.035, 40.695],[-74.036, 40.694]...] 其内层list中第一个元素代表经度，第二个代表纬度
    :return: True则在所选区域内  False则不在
    '''
    count = 0
    lat = float(lat)
    lon = float(lon)

    for i in range(len(region_1)):
        # 如果是最后一个元素，那么必然是和第一个一样的，就啥也不干
        if i+1 == len(region_1):
            break
        # 如果不是最后一个元素，那么需要和后一个元素一起判断给定点是否在区域内
        lo_1, la_1 = region_1[i]
        lo_2, la_2 = region_1[i + 1]

        la_1, lo_1, la_2, lo_2 = float(la_1), float(lo_1), float(la_2), float(lo_2)
        # print((lo_1, la_1))
        # # 以纬度确定位置，沿纬度向右作射线，看交点个数
        if lat < min(la_1, la_2):
            # print('点高度小于线段', (lo_1, la_1))
            continue
        if lat > max(la_1, la_2):
            # print('点高度大于线段', (lo_1, la_1))
            continue
        # 如果和某一个共点那么直接返回true
        if (lat, lon) == (la_1, lo_1) or (lat, lon) == (la_2, lo_2):
            # print('在线段顶点上', (lo_1, la_1))
            return True
        # 如果和两点共线
        if lat == la_1 == la_2:
            # print('两点共线', (lo_1, la_1))
            continue

        # 接下来只需考虑射线穿越的情况，该情况下的特殊情况是射线穿越顶点
        # 求交点的经度
        cross_lon = (lat - la_1) * (lo_2 - lo_1) / (la_2 - la_1 or 0.000000000000000000000001) + lo_1
        # 无所谓在交点在点的左右 方向向上的边不包括其终止点  方向向下的边不包括其开始点
        if lat == max(la_1, la_2):
            continue
        # 其他情况
        elif cross_lon > lon:
            count += 1

    # print(count)
    if count%2 == 0:
        return False
    return True