Se da un conjunto de coordenadas de latitud y longitud. ¿Cómo puede saber si estos puntos están en un cuerpo de agua o tierra?

Hay un enfoque general, pero todo depende del nivel de detalles que desea lograr. Actualmente estoy trabajando en un problema similar para mi proyecto, y esto es lo que recomendaría:

Obtenga un mapa de alta resolución de la Tierra (la proyección equirectangular funciona mejor).
El mapa idealmente debe ser blanco y negro, o al menos tener un solo color para tierra o agua. De esta forma, procesarlo en un editor de imágenes será relativamente sencillo.
El mapa procesado resultante solo debe constar de 2 colores: negro para el agua, blanco para la tierra. Usar “Posterise” en Photoshop y reducir la profundidad del color funciona bastante bien. Es por eso que cuanto mayor sea la resolución de su mapa, mejor: cada píxel solo puede representar agua o tierra, por lo que cuantos más píxeles, más información se conserva.
Ahora que tenemos el mapa, tenemos que codificar una pequeña herramienta que carga imágenes de 1 bit (b & w) en una matriz 2d, o simplemente usar una de las muchas bibliotecas / herramientas / scripts que lo hacen por usted.
Lo único que queda es convertir la latitud y la longitud en coordenadas equirectangulares, teniendo en cuenta el ancho y la altura de su mapa, que es bastante fácil de hacer, matemáticamente.
Ahora que sabemos si un píxel en las coordenadas equirrectangulares dadas (y, por lo tanto, parecidas a cartesianas en su naturaleza de proyecciones) es blanco o negro, sabemos si hay tierra allí o no.

No soy dueño del mapa en el ejemplo, lo encontré en Crear una Tierra Realista – Blender Guru, debajo del Mapa de especularidad. El mapa es ideal para el ejemplo, ya que tiene una resolución extremadamente alta y una proyección equirectangular.

Espero que ayude, avíseme si tiene alguna pregunta