透視Matplotlib核心功能和工具包 - Cartopy工具包

關聯知識

• Matplotlib
• Python

Cartopy是用於在Matplotlib上繪製地理地圖的第三方工具包。Cartopy具有各種各樣的功能，可以滿足許多不同的使用者群體。 在這裡，我們將嘗試介紹企業中通常使用的大多數功能。

地理地圖以經度和緯度繪製，均以度為單位。 經度繪製在x軸上，並且從西向180度（-180）到東向180度（180）變化。 緯度繪製在y軸上，從向南90度（-90）到向北90度（90）變化。 地圖上的位置由其經度和緯度值標識。

繪製基本地圖特徵

在此，我們將學習cartopy提供的用於繪製地圖的基本功能。 將涵蓋國家邊界，沿海地區與陸地，陸地區域，海洋，河流和湖泊的邊界等特徵。 它還將介紹如何提供背景影像以實現更好的視覺化效果。

匯入所需庫：

import matplotlib.pyplot as plt
import cartopy.crs as ccrs
import cartopy.feature as cfeature

步驟細節：

• 如下定義圖和軸：

fig = plt.figure(figsize=(12,8))
ax = fig.add_subplot(1, 1, 1, projection=ccrs.PlateCarree())

• 使用以下命令設定範圍和背景影像：

ax.set_global()
ax.stock_img()

• 新增所需的功能以在地圖上進行繪製，如下所示：

ax.add_feature(cfeature.LAND, color='wheat')
ax.add_feature(cfeature.OCEAN, color='skyblue')
ax.add_feature(cfeature.COASTLINE, linestyle='-',lw=3)
ax.add_feature(cfeature.BORDERS, linestyle=':')
ax.add_feature(cfeature.LAKES, alpha=0.5, color='y')
ax.add_feature(cfeature.RIVERS, color='blue')
ax.tissot(facecolor='orange', alpha=0.4) # Tissot's indicatrix in cartography

• 設定標題和標籤，如下所示：

ax.set_title('Cartopy Map Features - Demo', size=20, weight='bold', color='g')

ax.text(0.5, -0.06, 'Longitude', va='bottom', ha='center', size=15, color='r',
       rotation='horizontal', rotation_mode='anchor', transform=ax.transAxes)
ax.text(-0.02, 0.55, 'Latitude', va='bottom', ha='center', size=15, color='b',
        rotation='vertical', rotation_mode='anchor', transform=ax.transAxes)

• 使用以下命令在螢幕上顯示地圖：

plt.show()

分解程式碼

• import cartopy.crs as ccrs 匯入負責設定參考座標系的包。
• import cartopy.feature as cfeature匯入用於繪製各種要素的包，例如陸地，海洋，河流和湖泊。
• ax = fig.add_subplot(1, 1, 1, projection=ccrs.PlateCarree()) 定義要在其上繪製地圖的軸，如下所示：
  • （1,1,1）指定它是1 x 1網格中的第一個軸，這實際上意味著它是整個圖形中的唯一圖。
  • projection = ccrs.PlateCarree（）指定用於繪製地圖的座標參考系統。 Cartopy提供了許多這樣的投影（參考座標系）。
  • 投影僅給出了地圖的輪廓，因此根據我們要繪製的內容，我們可以新增各種預定義的要素，然後繪製我們感興趣的資料。
• ax.set_global() 指定座標系統的限制由整個地球形成，這恰好是預設設定。 通過覆蓋此全域性設定，我們可以設定較小的限制來繪製感興趣的特定區域。
• ax.stock_img()在背景上繪製預設影像，以提供更好的視覺化效果。 也可以用我們自己的影像覆蓋它。
• ax.add_feature(cfeature.LAND, color=‘wheat’) 使用小麥顏色設定繪製標記為土地的區域。
• ax.add_feature(cfeature.OCEAN, color=‘skyblue’)使用“天藍色”顏色設定繪製海洋。
• ax.add_feature(cfeature.COASTLINE, linestyle=’-’,lw=3)繪製沿沿海地區將土地和水分開的線，線寬為3點，虛線樣式為虛線。
• ax.add_feature(cfeature.BORDERS, linestyle=’:’)用冒號的線條樣式繪製國家邊界。
• ax.add_feature(cfeature.LAKES, alpha=0.5, color=‘y’)繪製具有黃色設定的湖泊。
• ax.add_feature(cfeature.RIVERS, color=‘blue’) 用藍色繪製河流。
• ax.tissot(facecolor=‘orange’, alpha=0.4)繪製天梭的指標。
• ax.set_title(‘Cartopy Map Features - Demo’, size=20, weight=‘bold’, color=‘g’)列印具有各種與文字相關的屬性的標題。
• ax.text（）用於列印x和y標籤。 常規的ax.set_xlabel和ax.set_ylabel命令在這裡不起作用，因為將軸控制元件賦予了ax.gridlines（）函式，該函式也沒有用於繪製x和y軸標籤的預定義方法。

執行上述程式碼後，您應該在螢幕上看到以下地圖：

詳情參閱http://viadean.com/matplotlib_cartopy.html