何时转换 GPS 坐标
When to transform GPS co-ordinates
我对 GIS 数据没有真正的经验，所以当我认为是一个简单的问题结果变得更加微妙时，我毫无准备是很危险的！
我希望能够将 GPS 位置分类为 inside/outside 由 GPS 坐标定义的多边形。原来这是众所周知的（但对我来说不是）point-in-polygon problem. I have read many questions/answers on https://gis.stackexchange.com/ (and here e.g. ).
Shapely seems a good solution, but assumes the co-ordinates are on the same cartesian plane, i.e. not GPS? So I would first need to transform my GPS points to UTM 点。
但是，如果要比较的点（即点和多边形）总是自然地位于同一 UTM 区域内，我是否需要引入这个额外的步骤。它们应该始终在相同的 town/city 内，所以我可以将它们保留为 GPS 并使用 Shapely 中的 lat/long 坐标吗？
我也遇到了 this UTM-WGS84 converter，所以我可以使用这个包转换我的 lat/long 对，然后在 Shapely 中使用这些 UTM 对，但我想尽可能避免任何额外的依赖。
多边形中的点已经采用 2D 限制，GPS 坐标是 3D。马上，这会给你带来麻烦。
一个简单的解决方法是放弃 GPS 高度，将其减少为二维表面坐标。您的下一个问题是您的 2D 表面现在是一个球体。在球面上，一个多边形将球面分成两部分，但没有明显的"inside"。根据多边形中点的顺序，有左侧和右侧，但两侧都不是明显的 "inside"。将赤道视为一个普通的多边形 - 哪个半球是 "inside" 赤道？
接下来是多边形边的问题。根据定义，这些是直线，即线段。但是球面上的线条很奇怪 - 它们通常被称为 大圆 。任意两个大圆恰好在两点相交。这不是笛卡尔线的行为方式。更糟糕的是，当用 GPS 坐标表示时，大圆的方程不是线性的，因为它们是 longitude/latitude 对。
我可以想象此时您感到有点困惑。您可能想从另一个角度看这个问题——我们在地图方面也有类似的问题。根据定义，全球地图是试图压平该不平坦的表面。由于这不太可能，因此您最终得到 map projections。您还可以在此类投影上投影多边形的角点。因为投影是平的，所以你可以在投影上画出边缘。您现在可以直观地看到问题：在两个不同的投影上，相同的多边形将包含世界的不同部分！
所以，既然我们同意在现实世界中，多边形的边缘是大圆，我们真的应该考虑一个使大圆保持直线的投影。只有一类投影具有此 属性，那就是 Gnomonic projection。这是一个投影族，因为您可以选择任何一个点作为中心。
碰巧，我们在这里要考虑一个自然点：我们正在考虑的 GPS 点。如果你把它放在中心，在它周围画一个日轴投影，投影多边形边缘，然后画多边形，你就有了一个精确的解决方案。
除了实际的地球不是球形的。对不起。无论如何，您需要测试有多精确？
我对 GIS 数据没有真正的经验，所以当我认为是一个简单的问题结果变得更加微妙时，我毫无准备是很危险的！
我希望能够将 GPS 位置分类为 inside/outside 由 GPS 坐标定义的多边形。原来这是众所周知的（但对我来说不是）point-in-polygon problem. I have read many questions/answers on https://gis.stackexchange.com/ (and here e.g.
Shapely seems a good solution, but assumes the co-ordinates are on the same cartesian plane, i.e. not GPS? So I would first need to transform my GPS points to UTM 点。
但是，如果要比较的点（即点和多边形）总是自然地位于同一 UTM 区域内，我是否需要引入这个额外的步骤。它们应该始终在相同的 town/city 内，所以我可以将它们保留为 GPS 并使用 Shapely 中的 lat/long 坐标吗？
我也遇到了 this UTM-WGS84 converter，所以我可以使用这个包转换我的 lat/long 对，然后在 Shapely 中使用这些 UTM 对，但我想尽可能避免任何额外的依赖。
多边形中的点已经采用 2D 限制，GPS 坐标是 3D。马上，这会给你带来麻烦。
一个简单的解决方法是放弃 GPS 高度，将其减少为二维表面坐标。您的下一个问题是您的 2D 表面现在是一个球体。在球面上，一个多边形将球面分成两部分，但没有明显的"inside"。根据多边形中点的顺序，有左侧和右侧，但两侧都不是明显的 "inside"。将赤道视为一个普通的多边形 - 哪个半球是 "inside" 赤道？
接下来是多边形边的问题。根据定义，这些是直线，即线段。但是球面上的线条很奇怪 - 它们通常被称为 大圆 。任意两个大圆恰好在两点相交。这不是笛卡尔线的行为方式。更糟糕的是，当用 GPS 坐标表示时，大圆的方程不是线性的，因为它们是 longitude/latitude 对。
我可以想象此时您感到有点困惑。您可能想从另一个角度看这个问题——我们在地图方面也有类似的问题。根据定义，全球地图是试图压平该不平坦的表面。由于这不太可能，因此您最终得到 map projections。您还可以在此类投影上投影多边形的角点。因为投影是平的，所以你可以在投影上画出边缘。您现在可以直观地看到问题：在两个不同的投影上，相同的多边形将包含世界的不同部分！
所以，既然我们同意在现实世界中，多边形的边缘是大圆，我们真的应该考虑一个使大圆保持直线的投影。只有一类投影具有此 属性，那就是 Gnomonic projection。这是一个投影族，因为您可以选择任何一个点作为中心。
碰巧，我们在这里要考虑一个自然点：我们正在考虑的 GPS 点。如果你把它放在中心，在它周围画一个日轴投影，投影多边形边缘，然后画多边形，你就有了一个精确的解决方案。
除了实际的地球不是球形的。对不起。无论如何，您需要测试有多精确？