确定顶点是否位于一组顶点内

Question

如何确定一个图形是否位于另一个图形中？

我的算法适用于以下矩阵：

import numpy as np

A = np.zeros((9,9))
    for i in np.arange(1,8):
        for j in np.arange(1,8):
            A[i,j] = 1
    for i in np.arange(2,4):
        for j in np.arange(2,4):
            A[i,j] = 2
    print(A)

产生矩阵：

[[-1. -1. -1. -1. -1. -1. -1. -1. -1.]
 [-1.  1.  1.  1.  1.  1.  1.  1. -1.]
 [-1.  1.  2.  2.  1.  1.  1.  1. -1.]
 [-1.  1.  2.  2.  1.  1.  1.  1. -1.]
 [-1.  1.  1.  1.  1.  1.  1.  1. -1.]
 [-1.  1.  1.  1.  1.  1.  1.  1. -1.]
 [-1.  1.  1.  1.  1.  1.  1.  1. -1.]
 [-1.  1.  1.  1.  1.  1.  1.  1. -1.]
 [-1. -1. -1. -1. -1. -1. -1. -1. -1.]]

要创建两个图表：

有顶点：

V1 = [[(2.0, 1.333333), (1.333333, 3.0), (1.333333, 2.0), (2.0, 3.666667), (3.0, 3.666667), (3.666667, 3.0), (3.666667, 2.0), (3.0, 1.333333)]]
V2 = [[(1.0, 0.5), (0.5, 2.0), (0.5, 1.0), (0.5, 3.0), (0.5, 4.0), (0.5, 5.0), (0.5, 6.0), (0.5, 7.0), (1.0, 7.5), (2.0, 7.5), (3.0, 7.5), (4.0, 7.5), (5.0, 7.5), (6.0, 7.5), (7.0, 7.5), (7.5, 7.0), (7.5, 6.0), (7.5, 5.0), (7.5, 4.0), (7.5, 3.0), (7.5, 2.0), (7.5, 1.0), (7.0, 0.5), (6.0, 0.5), (5.0, 0.5), (4.0, 0.5), (3.0, 0.5), (2.0, 0.5)]]

和边缘列表：

e1 = [[[1.333333, 2.0], [2.0, 1.333333]], [[1.333333, 3.0], [1.333333, 2.0]], [[2.0, 3.666667], [1.333333, 3.0]], [[2.0, 1.333333], [3.0, 1.333333]], [[2.0, 3.666667], [3.0, 3.666667]], [[3.0, 1.333333], [3.666667, 2.0]], [[3.666667, 3.0], [3.666667, 2.0]], [[3.0, 3.666667], [3.666667, 3.0]]]
e2 = [[[0.5, 1.0], [1.0, 0.5]], [[0.5, 2.0], [0.5, 1.0]], [[0.5, 3.0], [0.5, 2.0]], [[0.5, 4.0], [0.5, 3.0]], [[0.5, 5.0], [0.5, 4.0]], [[0.5, 6.0], [0.5, 5.0]], [[0.5, 7.0], [0.5, 6.0]], [[1.0, 7.5], [0.5, 7.0]], [[1.0, 0.5], [2.0, 0.5]], [[1.0, 7.5], [2.0, 7.5]], [[2.0, 0.5], [3.0, 0.5]], [[2.0, 7.5], [3.0, 7.5]], [[3.0, 0.5], [4.0, 0.5]], [[3.0, 7.5], [4.0, 7.5]], [[4.0, 0.5], [5.0, 0.5]], [[4.0, 7.5], [5.0, 7.5]], [[5.0, 0.5], [6.0, 0.5]], [[5.0, 7.5], [6.0, 7.5]], [[6.0, 0.5], [7.0, 0.5]], [[6.0, 7.5], [7.0, 7.5]], [[7.0, 0.5], [7.5, 1.0]], [[7.5, 2.0], [7.5, 1.0]], [[7.5, 3.0], [7.5, 2.0]], [[7.5, 4.0], [7.5, 3.0]], [[7.5, 5.0], [7.5, 4.0]], [[7.5, 6.0], [7.5, 5.0]], [[7.5, 7.0], [7.5, 
6.0]], [[7.0, 7.5], [7.5, 7.0]]]

Answer 1

正如 Prune 所建议的那样，shapely 包中有您需要的东西。虽然您的线循环可以被视为图形，但将它们视为嵌入 2D 平面中的多边形更有用。

通过从点和边段创建 Polygon 对象，您可以使用 contains 方法，所有 shapely 对象都必须测试一个对象是否在另一个对象内部。

您需要对边缘段进行排序。顺时针或逆时针可能无关紧要，因为 shapely 可能通过在无穷远处构造一个点并确保 'outside'.

来检测内部和外部

这是一个完整的示例，其中包含来自您 post 的原始正方形对：

from shapely.geometry import Polygon

p1 = Polygon([(0,0), (0,8), (8,8), (8,0)])
p2 = Polygon([(2,2), (2,4), (4,4), (4,2)])

print(p1.contains(p2))

Polygon 对象的文档位于 https://shapely.readthedocs.io/en/latest/manual.html#Polygon

以及 contains 方法 https://shapely.readthedocs.io/en/latest/manual.html#object.contains

确定顶点是否位于一组顶点内

Determine if vertices lie inside of a set of vertices

python

vertex