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Vérifier si le point géographique est à l'intérieur ou à l'extérieur du polygone en Python

J'utilise python et j'ai défini les latitudes et les longitudes (en degrés) d'un polygone sur la carte . Mon objectif est de vérifier si un point générique P de coordonnées x,y fait partie de ce polygone. J'aimerais donc avoir une fonction qui me permette de vérifier cette condition et de retourner True ou False si le point est à l'intérieur ou à l'extérieur du polygone.

 enter image description here

Dans cet exemple, le point est en dehors de sorte que le résultat serait False

Question: Existe-t-il une bibliothèque/package permettant d’atteindre mon objectif? si oui lequel recommandez-vous? Seriez-vous capable de donner un petit exemple sur la façon de l'utiliser?

Voici le code que j'ai écrit jusqu'à présent:

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

Afin de tracer le polygone et le point d’intérêt, j’ai utilisé cartopy et j’ai écrit les lignes de code suivantes:

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()

Remarque: 

  • les points sont reliés les uns aux autres par de grands cercles!
  • J'ai effectué des recherches sur Internet et j'ai fini par trouver des questions similaires comme celle-ci mais je n'ai pas eu de succès, car ils utilisent tous des fichiers .shp que je n'ai pas.
pythonpolygoncoordinate-systemsshapelypoint-in-polygon
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Federico Gentile

Voici une solution possible à mon problème.

  1. Les coordonnées géographiques doivent être correctement stockées. Exemple np.array([[Lon_A, Lat_A], [Lon_B, Lat_B], [Lon_C, Lat_C]])
  2. Créer le polygone
  3. Créer le point à tester
  4. Utilisez polygon.contains(point) pour vérifier si le point est à l'intérieur (True) ou à l'extérieur (False) du polygone.

Voici la partie manquante du code:

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
print(point.within(polygon)) # check if a point is in the polygon

Remarque : le polygone ne prend apparemment pas en compte les grands cycles. Il est donc nécessaire de scinder les arêtes en plusieurs segments, ce qui augmente le nombre de sommets. 

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Federico Gentile

Une autre façon de le faire est d'utiliser l'algorithme pair-impair décrit dans ce lien https://wrf.ecse.rpi.edu//Research/Short_Notes/pnpoly.html Le code python est donné dans wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/Even–odd_rule

N'oubliez pas, chers amis, que l'ORDRE DES POINTS qui fait que le polygone est IMPORTANT! Je veux dire, des résultats d'ordre différents dans des polygones différents.

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lfvv