effiziente Punkt-in-Polygon-Erkennung in Python

festlegen, ob ein Punkt innerhalb eines Polygons eine häufige Aufgabe in der Computergeometrie ist. Eine effiziente Methode für diese Aufgabe zu finden ist bei der Bewertung einer großen Anzahl von Punkten vorteilhaft. Hier untersuchen und vergleichen wir zwei häufig verwendete Methoden: Strahlenverfolgung und Matplotlibs Path.Contains_Points Funktion.

Ray Tracing -Methode

Die Ray -Tracing -Methode überschneidet einen Horizontalstrahl von einem Horizontalen Strahl aus dem Horizontalen Strahl von Strahl Der Punkt untersucht mit den Seiten des Polygons. Es zählt die Anzahl der Kreuzungen und bestimmt, ob sich der Punkt im Polygon basierend auf seiner Parität befindet. Pfadobjekt zur Darstellung des Polygons. Es prüft, ob der angegebene Punkt innerhalb des definierten Pfades liegt. Diese Funktion ist oft schneller als der Ansatz der Strahlenverfolgung, wie im Code -Snippet angezeigt wird:

  von Zeit importieren  Matplotlib.Path als mpltpath  
 Polygon und zufällige Punkte 
 
 polygon = [[np.sin (x) 0,5, np.cos (x) 0,5] für x in np.linspace (0, 2*np.pi, 100)] 
 punkte = np.random.rand (10000, 2) 
 
 Ray Tracing verstrichene Zeit 
 
 start_time = time () 
 inside1 = [ray_tracing_method (point [0], Punkt [1) ], polygon) für Punkte in Punkten] 
 print ("Ray Tracing verstrichene Zeit:" str (time () - start_time) 
 
 Matplotlib enthält die verstrichene Zeit 
 
 start_time = time (Zeit (Zeit ) 
 path = mpltpath.path (polygon) 
 inside2 = path.contains_points (Punkte) 
 print ("matplotlib enthält > 
 
 Der obige Code meldet wesentlich schnellere Ausführungszeiten für Matplotlibs Ansatz im Vergleich zu Ray Tracing. 
 
 
 andere Optionen 
 
 
 zusätzlich zu diesen Methoden, die Shapey-Paket speziell für geometrische Operationen ausgelegte Paket bietet effiziente Funktionen für Point-in-Polygon-Überprüfungen.