Python判断坐标点是否在多边形内部

1. 导言

在地理信息系统（GIS）和计算几何等领域，经常需要判断一个点是否在多边形内部。本文将介绍如何使用Python编程语言实现这个功能。

2. 实现步骤

下面是判断坐标点是否在多边形内部的实现步骤的表格：

步骤 描述
1. 输入要判断的坐标点和多边形的顶点坐标
2. 根据多边形的顶点坐标构建多边形
3. 判断点是否在多边形的边上
4. 判断点是否在多边形内部
5. 输出判断结果

接下来我们将逐步介绍每个步骤的具体实现。

3. 输入需要判断的坐标点和多边形的顶点坐标

首先，我们需要输入要判断的坐标点和多边形的顶点坐标。坐标点可以用一个元组 (x, y) 表示，多边形的顶点坐标可以用一个列表 [(x1, y1), (x2, y2), ...] 表示。假设我们要判断的坐标点为 (x0, y0)，多边形的顶点坐标为 [(x1, y1), (x2, y2), ...]。我们可以使用以下代码来进行输入：

x0 = float(input("请输入要判断的坐标点的 x 坐标: "))
y0 = float(input("请输入要判断的坐标点的 y 坐标: "))

polygon = []
n = int(input("请输入多边形的顶点个数: "))
for i in range(n):
    x = float(input(f"请输入第 {i+1} 个顶点的 x 坐标: "))
    y = float(input(f"请输入第 {i+1} 个顶点的 y 坐标: "))
    polygon.append((x, y))

4. 构建多边形

我们需要根据多边形的顶点坐标构建一个多边形对象。可以使用 Polygon 类来表示多边形。下面是构建多边形的代码：

from shapely.geometry import Polygon

poly = Polygon(polygon)

5. 判断点是否在多边形的边上

我们需要检查点是否在多边形的边上。可以使用 on_boundary 方法来判断点是否在多边形的边上。下面是判断点是否在多边形的边上的代码：

if poly.exterior.distance(Point(x0, y0)) == 0:
    print("点在多边形的边上")

6. 判断点是否在多边形内部

我们需要判断点是否在多边形的内部。可以使用 within 方法来判断点是否在多边形内部。下面是判断点是否在多边形内部的代码：

if poly.contains(Point(x0, y0)):
    print("点在多边形内部")
else:
    print("点在多边形外部")

7. 输出判断结果

最后，我们需要输出判断结果。可以使用以下代码输出判断结果：

if poly.exterior.distance(Point(x0, y0)) == 0:
    print("点在多边形的边上")
elif poly.contains(Point(x0, y0)):
    print("点在多边形内部")
else:
    print("点在多边形外部")

8. 完整代码

下面是完整的代码示例：

from shapely.geometry import Polygon, Point

# 输入要判断的坐标点和多边形的顶点坐标
x0 = float(input("请输入要判断的坐标点的 x 坐标: "))
y0 = float(input("请输入要判断的坐标点的 y 坐标: "))

polygon = []
n = int(input("请输入多边形的顶点个数: "))
for i in range(n):