多边形算法中的点有时给出错误的结果 [闭合]

2022-08-31 00:01:26

我在StackOverflow上看到一个“多边形点”光线追踪算法,这是我在PHP代码中实现的。大多数时候,它运行良好,但在一些复杂的情况下,具有复杂的多边形和恶毒的点,它会失败,并且当它在多边形中时说该点不在多边形中。

例如:
您将在这里找到我的多边形和点类:pointInPolygon方法在多边形类中。在文件末尾,有两个点应该位于给定的多边形内(在Google地球上为真)。第二个效果很好,但第一个是bug:( 。

您可以使用此KML文件轻松检查Google地球上的多边形。


答案 1

去过那里:-)我还浏览了Stackoverflow的PiP建议,包括您的参考和此线程。不幸的是,没有一个建议(至少我尝试过的那些)是完美无缺的,足以满足现实生活中的场景:比如用户在谷歌地图上徒手绘制复杂的多边形,“恶毒”的右与左问题,负数等等。

PiP算法必须在所有情况下都有效,即使多边形由数十万个点组成(如县界,自然公园等) - 无论多边形多么“疯狂”。

因此,我最终构建了一个新的算法,基于一个天文学应用程序的某些来源:

//Point class, storage of lat/long-pairs
class Point {
    public $lat;
    public $long;
    function Point($lat, $long) {
        $this->lat = $lat;
        $this->long = $long;
    }
}

//the Point in Polygon function
function pointInPolygon($p, $polygon) {
    //if you operates with (hundred)thousands of points
    set_time_limit(60);
    $c = 0;
    $p1 = $polygon[0];
    $n = count($polygon);

    for ($i=1; $i<=$n; $i++) {
        $p2 = $polygon[$i % $n];
        if ($p->long > min($p1->long, $p2->long)
            && $p->long <= max($p1->long, $p2->long)
            && $p->lat <= max($p1->lat, $p2->lat)
            && $p1->long != $p2->long) {
                $xinters = ($p->long - $p1->long) * ($p2->lat - $p1->lat) / ($p2->long - $p1->long) + $p1->lat;
                if ($p1->lat == $p2->lat || $p->lat <= $xinters) {
                    $c++;
                }
        }
        $p1 = $p2;
    }
    // if the number of edges we passed through is even, then it's not in the poly.
    return $c%2!=0;
}

说明性测试

$polygon = array(
    new Point(1,1), 
    new Point(1,4),
    new Point(4,4),
    new Point(4,1)
);

function test($lat, $long) {
    global $polygon;
    $ll=$lat.','.$long;
    echo (pointInPolygon(new Point($lat,$long), $polygon)) ? $ll .' is inside polygon<br>' : $ll.' is outside<br>';
}

test(2, 2);
test(1, 1);
test(1.5333, 2.3434);
test(400, -100);
test(1.01, 1.01);

输出:

2,2 is inside polygon 
1,1 is outside
1.5333,2.3434 is inside polygon 
400,-100 is outside
1.01,1.01 is inside polygon

自从我在几个网站上切换到上述算法以来,现在已经一年多了。与“SO算法”不同,到目前为止还没有任何抱怨。在这里看到它的实际情况(国家真菌学数据库,对不起丹麦人)。您可以绘制一个多边形,或选择一个“kommune”(一个县) - 最终将具有数千个点的多边形与数千条记录进行比较)。

更新请注意,此算法针对的是地理数据/纬度,lngs,它可以非常精确(第n个小数),因此将“在多边形中”视为多边形内部 - 而不是在多边形的边界上。1,1被认为是外部的,因为它在边界上。1.0000000001,1.01 不是。


答案 2

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