凸包和SciPy

Question

我正在尝试使用scipy（0.10.1）制作一个快速的可视化凸包的小工具。

我可以使用以下代码获取凸包：

vecs = [[-0.094218, 51.478927], [-0.09348,  51.479364], [-0.094218, 51.478927],
        ...
        [-0.094218, 51.478927], [-0.094321, 51.479918], [-0.094218, 51.478927],
        [-0.094222, 51.478837], [-0.094241, 51.478388], [-0.094108, 51.478116],
        [-0.09445,  51.480279], [-0.094256, 51.478028], [-0.094326, 51.500511]]
hull = scipy.spatial.Delaunay(vecs).convex_hull

生成的数组如下所示：

[[56,  9], [16,  1], [56,  1], [55,  9], [53, 55], [53, 16]]

这些数字是顶点索引。我的问题是它们没有被排序。我需要它们按顺时针或逆时针的顺序排列，以便在KML中轻松可视化。

是否有简单的方法让scipy.spatial计算正确的顺时针顺序？

- Has QUIT--Anony-Mousse

Answer 1

这段代码似乎可以解决问题，但可以更简单。基本上，我首先从凸包中收集顶点编号。然后计算平均值，重新调整数据集的中心并按照与平均值的角度排序。

ps = set()
for x, y in hull:
    ps.add(x)
    ps.add(y)
ps = numpy.array(list(ps))
center = vecs[ps].mean(axis=0)
A = vecs[ps] - center
h = vecs[ps[numpy.argsort(numpy.arctan2(A[:,1], A[:,0]))]]

- Has QUIT--Anony-Mousse

Answer 2

在当前版本的开发文档（0.13.0.dev）中，scipy.spatial.ConvexHull中有一个 vertices 属性，在二维空间中是逆时针方向的。

- Andy Li

Answer 3

我找到了一个好的方法，但需要scipy 0.11.0 (sparse.csgraph)。下面是一个完整的示例，实际排序是在“sort hull…”注释后的两行代码。

import numpy as np
import scipy as sp

# random point cloud and hull
X = np.random.randint(0,200,(30,2))
hull = sp.spatial.qhull.Delaunay(X).convex_hull

# sort hull indices using (sparse) adjacency matrix graph stuff
g = sp.sparse.csr_matrix((np.ones(hull.shape[0]),hull.T), shape=(hull.max()+1,)*2)
sorted_hull = sp.sparse.csgraph.depth_first_order(g,hull[0,0],directed=False)[0]

# display with matplotlib
from matplotlib import pyplot as plt
plt.plot(X[:,0],X[:,1],'.')
plt.plot(X[sorted_hull,0],X[sorted_hull,1])

- Juh_