用指定半径的圆点填充经度/纬度图的最有效方法是什么？

Question

因此，我试图绕过某些公司API的限制，这些API提供有关景点的数据。 API不允许我收集整个状态的结果。 相反，我必须指定纬度/经度坐标，并以1到50000m的圆形半径收集附近的位置。 该API一次一次仅返回60个结果，无论指定位置中有多少个结果。 我知道我会在指定位置遇到60多个地方，但是我打算递归地将这些情况一分为二并进行处理。

我想将纽约州作为我的第一个测试用例。

我正在使用来自https://www.arcgis.com/home/item.html?id=b07a9393ecbd430795a6f6218443dccc的shapefile获取NY的形状，并确定我的点是否在边界内。

import geopandas as gpd
from shapely.geometry import Point, Polygon

usa = gpd.read_file('states_21basic/states.shp')
polygon = usa[usa.STATE_ABBR == 'NY']['geometry'].values[0]
point = Point(-74.005974,40.712776) # create point
print(polygon.contains(point)) # check if polygon contains point

有人建议我尝试使用泛洪填充算法，但是我不确定如何从中获取间隔坐标列表（以最小化API调用），以及如何确保每个部分都被覆盖，即使是像NY这样的怪异形状。

我的主要目标是收集所有位置，同时尽量减少API调用。 我并不是真的希望有任何代码，只是关于如何解决这个问题的想法。

**很遗憾，我已经从公司除名，无法将答案标记为已接受

Answer 1

您的问题可能有一个好的解决方案，而不是一个完美的解决方案。 我在地图上工作了很长时间，而且大多数地图本身都很复杂。 您还有另一种复杂性，这是您无法控制的外部依赖性。 我必须在较低级别执行类似的操作，以查询Google Maps以获得较小区域（不超过20米）的站点，以尝试将最接近的地理位置与我所在的地理位置相匹配。 首先，您需要做一个假设并尝试一下。 假设可能仅使用100米半径，或多或少覆盖一个街区。 您遇到的第二个问题是密度。 您可以在一段时间内探索零兴趣点的地图（纽约有很多空旷的地方，周围可能几乎没有任何东西）。

假设您可以将解决方案围成一个形状。 建议您从密集区域（曼哈顿？）中的预定义点开始，以在开始时最大化算法发现。 它运行时间越长，越接近检测到它将得到的更少。

泛洪填充算法在您的情况下是好的，但可能不是最好的。 例如，我可能会沿着街道走一些更复杂的东西，但是使用洪水填充的第一种方法会起作用。

“洪水填充”就像使用油漆，您朝一个方向行走； 在您的情况下，我建议使用8（N，S，W，E，NW，NE，SW，SE），检测是否已“绘制”（您需要将其存放在该位置的某个位置）为了避免重复调用，如果不重复调用API，Walking将打开一棵不同的执行树，从A点开始，递归地遍历N，S，E，W，NW，NE，SW，SE。像纽约这样的区域，该区域各有100米，将导致数千级递归，您需要对其进行优化。

要考虑的第三件事是检查点是否在多边形之外。 使用PNPoly非常简单。 一旦您位于多边形外，就必须停止在该方向上行走。

我与您分享为项目编码的C＃中的PNPoly实现：

public bool IsCoordinateWithinPolygon(double latitude, double longitude, Polygon polygon)
{
    if(polygon == null || polygon.Coordinates.Count() == 0)
    {
        return false;
    }

    List<double> coordinatesY = new List<double>();
    List<double> coordinatesX = new List<double>();

    var minLatitude = double.MaxValue;
    var maxLatitude = double.MinValue;
    var minLongitude = double.MaxValue;
    var maxLongitude = double.MinValue;
    // Quick-check, determine if the coordinate is outside of the bounding rectangle
    foreach(var linearRing in polygon.Coordinates)
    {
        foreach (var coordinate in linearRing.Coordinates)
        {
            coordinatesY.Add(coordinate.Latitude);
            coordinatesX.Add(coordinate.Longitude);
            if (coordinate.Latitude < minLatitude)
            {
                minLatitude = coordinate.Latitude;
            }
            if(coordinate.Latitude > maxLatitude)
            {
                maxLatitude = coordinate.Latitude;
            }
            if(coordinate.Longitude < minLongitude)
            {
                minLongitude = coordinate.Longitude;
            }
            if(coordinate.Longitude > maxLongitude)
            {
                maxLongitude = coordinate.Longitude;
            }
        }
    }

    // Determine if the coordinate is outside the bounding box
    if( (latitude < minLatitude || latitude > maxLatitude) &&
        (longitude < minLongitude || longitude < maxLongitude))
    {
        // Out of the box
        return false;
    }

    // PNPoly Algorithm - Point Inclusion in Polygon Test 
    bool inclusion = false;
    var verty = coordinatesY.ToArray();
    var vertx = coordinatesX.ToArray();
    var nvert = vertx.Length;
    var testy = latitude;
    var testx = longitude;

    for (int i = 0, j = nvert - 1; i < nvert; j = i++)
    {
        if (((verty[i] > testy) != (verty[j] > testy)) &&
         (testx < (vertx[j] - vertx[i]) * (testy - verty[i]) / (verty[j] - verty[i]) + vertx[i]))
            inclusion = !inclusion;
    }

    return inclusion;
}