如何通过特定的多义线对点进行分类

Question

中国内部有一个边界，将区域划分为南北。我已将此边界绘制为折线格式shapefile Download link。

我想将下图中的这些点分为“北部”和“南部”。 Python中是否有任何有用的功能可以实现这一目标。

fiona 具有 point.within 功能来测试多边形内/外的点，但是我没有搜索合适的功能来按折线划分多个点。

任何建议或技巧将不胜感激！

已更新

根据Prune提出的宝贵建议，我将其解决了。提供的代码如下：

from shapely.geometry import shape
from shapely.geometry import LineString
# loading the boundary layer
import fiona
fname = './N-S_boundary.shp'
line1 = fiona.open(fname)
line1 = shape(line1.next()['geometry']) 
# set a end point which is the southernmost for all stations. 
end_point  = (dy[dy['lat']==dy['lat'].min()]['lon'].values[0],dy[dy['lat']==dy['lat'].min()]['lat'].values[0])
# loop all monitoring stations for classification
dy['NS']= np.nan
for i in range(0,len(dy),1):
    start_point = (dy['lon'].iloc[i],dy['lat'].iloc[i])
    line2       = LineString([start_point, end_point])
    if line1.intersection(line2).is_empty:
        dy["NS"].iloc[i]='S'
    else:
        dy["NS"].iloc[i]='N'     
color_dict= {'N':'steelblue','S':'r'}
dy['site_color']=dy['NS'].map(color_dict)   

Answer 1

您可以从拓扑中应用简单的属性。

首先，请确保您的边界对Universe进行了分区（您正在处理的所有可用点）。您可能需要将边界扩展到整个海洋。

现在，选择任何标记有该区域的参考点-要定义“北”和“南”，您必须至少有一个这样的点。 w.l.o.g.假设它是一个称为Z的“南”点。

现在，对于要分类的每个点A，画一条从A到Z的连续路径（通常最简单，但不是必需的）。找到该路径与边界的交点。如果交叉点数量相等，则A与Z属于同一类（“南部”）；否则，它在另一个类别（“北方”）中。

请注意，这需要“分区”的拓扑属性-边界线没有切线：如果路径接触边界，则路径必须完全交叉。