利用Python快速繪製海報級別地圖

1 簡介

　　基於Python中諸如matplotlib等功能豐富、自由度極高的繪相簿，我們可以完成各種極富藝術感的視覺化作品，關於這一點我在系列文章在模仿中精進資料視覺化中已經帶大家學習過很多案例了。

　　而今天我要給大家介紹的這個Python庫prettymaps非常的有趣，基於它，我們只需要簡單的程式碼就可以對地球上給定座標和範圍的任意地區進行地圖視覺化?。

2 利用prettymaps快速製作海報級地圖

　　遺憾的是，prettymaps暫時還不能通過pip或conda直接進行安裝，但可以利用pip配合git從原始碼倉庫進行安裝，對於國內的使用者來說，可以使用下面的語句從github的映象地址快速安裝：

pip install git+https://hub.fastgit.org/marceloprates/prettymaps.git

　　安裝完成後，如果下面的語句執行無誤，那麼恭喜你已經安裝完成：

from prettymaps import *

2.1 prettymaps的幾種使用方式

　　prettymaps無需使用者自行準備資料，會根據使用者設定的座標和範圍大小來自動從OpenStreetMap上獲取相應範圍內的向量資料作為繪圖素材，主要有以下幾種使用方式：

2.1.1 圓形模式

　　prettymaps中最簡單的繪圖模式為圓形模式，我們只需要傳入中心點經緯度座標，以及半徑範圍（單位：米）即可，下面的例子來自官方示例程式，我將其地點換成以上海外灘為中心向外2500米範圍：

from prettymaps import *
from matplotlib import pyplot as plt

# 建立圖床
fig, ax = plt.subplots(figsize = (12, 12), constrained_layout = True)

layers = plot(
    (31.23346, 121.492154), # 圓心座標，格式：(緯度, 經度)
    radius = 2500, # 半徑
    ax = ax, # 繫結圖床
    layers = {
        'perimeter': {}, # 控制繪圖模式，{}即相當於圓形繪圖模式
        # 下面的引數用於定義從OsmStreetMap選擇獲取的向量圖層要素，不瞭解的無需改動照搬即可
        'streets': {
            'custom_filter': '["highway"~"motorway|trunk|primary|secondary|tertiary|residential|service|unclassified|pedestrian|footway"]',
            'width': {
                'motorway': 5,
                'trunk': 5,
                'primary': 4.5,
                'secondary': 4,
                'tertiary': 3.5,
                'residential': 3,
                'service': 2,
                'unclassified': 2,
                'pedestrian': 2,
                'footway': 1,
            }
        },
        'building': {'tags': {'building': True, 'landuse': 'construction'}, 'union': False},
        'water': {'tags': {'natural': ['water', 'bay']}},
        'green': {'tags': {'landuse': 'grass', 'natural': ['island', 'wood'], 'leisure': 'park'}},
        'forest': {'tags': {'landuse': 'forest'}},
        'parking': {'tags': {'amenity': 'parking', 'highway': 'pedestrian', 'man_made': 'pier'}}
    },
    # 下面的引數用於定義OpenStreetMap中不同向量圖層的樣式，嫌麻煩的直接照抄下面的官方示例即可
    drawing_kwargs = {
        'background': {'fc': '#F2F4CB', 'ec': '#dadbc1', 'hatch': 'ooo...', 'zorder': -1},
        'perimeter': {'fc': '#F2F4CB', 'ec': '#dadbc1', 'lw': 0, 'hatch': 'ooo...',  'zorder': 0},
        'green': {'fc': '#D0F1BF', 'ec': '#2F3737', 'lw': 1, 'zorder': 1},
        'forest': {'fc': '#64B96A', 'ec': '#2F3737', 'lw': 1, 'zorder': 1},
        'water': {'fc': '#a1e3ff', 'ec': '#2F3737', 'hatch': 'ooo...', 'hatch_c': '#85c9e6', 'lw': 1, 'zorder': 2},
        'parking': {'fc': '#F2F4CB', 'ec': '#2F3737', 'lw': 1, 'zorder': 3},
        'streets': {'fc': '#2F3737', 'ec': '#475657', 'alpha': 1, 'lw': 0, 'zorder': 3},
        'building': {'palette': ['#FFC857', '#E9724C', '#C5283D'], 'ec': '#2F3737', 'lw': .5, 'zorder': 4},
    },

    osm_credit = {'color': '#2F3737'}
)

# 匯出圖片檔案
plt.savefig('上海外灘-圓形模式.png', dpi=500)

2.1.2 圓角矩形模式

　　除了上述的圓形模式之外，prettymaps中還可以使用圓角矩形模式，同樣需要定義中心點座標和半徑，接著為引數layers下的每個鍵值對新增鍵值對{'circle': False, 'dilate': 圓角半徑}即可，其中圓角半徑為數值型，這次我們換一個地方，以故宮為例，半徑選擇600米：

# 建立圖床
fig, ax = plt.subplots(figsize = (12, 12), constrained_layout = True)

dilate = 100

layers = plot(
    (39.91645697864148, 116.39077532493388), # 圓心座標，格式：(緯度, 經度)
    radius = 600, # 半徑
    ax = ax, # 繫結圖床
    layers = {
        'perimeter': {'circle': False, 'dilate': dilate}, # 控制繪圖模式，{}即相當於圓形繪圖模式
        # 下面的引數用於定義從OsmStreetMap選擇獲取的向量圖層要素，不瞭解的無需改動照搬即可
        'streets': {
            'custom_filter': '["highway"~"motorway|trunk|primary|secondary|tertiary|residential|service|unclassified|pedestrian|footway"]',
            'width': {
                'motorway': 5,
                'trunk': 5,
                'primary': 4.5,
                'secondary': 4,
                'tertiary': 3.5,
                'residential': 3,
                'service': 2,
                'unclassified': 2,
                'pedestrian': 2,
                'footway': 1,
            },
            'circle': False, 'dilate': dilate
        },
        'building': {'tags': {'building': True, 'landuse': 'construction'}, 'union': False, 'circle': False, 'dilate': dilate},
        'water': {'tags': {'natural': ['water', 'bay']}, 'circle': False, 'dilate': dilate},
        'green': {'tags': {'landuse': 'grass', 'natural': ['island', 'wood'], 'leisure': 'park'}, 'circle': False, 'dilate': dilate},
        'forest': {'tags': {'landuse': 'forest'}, 'circle': False, 'dilate': dilate},
        'parking': {'tags': {'amenity': 'parking', 'highway': 'pedestrian', 'man_made': 'pier'}, 'circle': False, 'dilate': dilate}
    },
    # 下面的引數用於定義OpenStreetMap中不同向量圖層的樣式，嫌麻煩的直接照抄下面的官方示例即可
    drawing_kwargs = {
        'background': {'fc': '#F2F4CB', 'ec': '#dadbc1', 'hatch': 'ooo...', 'zorder': -1},
        'perimeter': {'fc': '#F2F4CB', 'ec': '#dadbc1', 'lw': 0, 'hatch': 'ooo...',  'zorder': 0},
        'green': {'fc': '#D0F1BF', 'ec': '#2F3737', 'lw': 1, 'zorder': 1},
        'forest': {'fc': '#64B96A', 'ec': '#2F3737', 'lw': 1, 'zorder': 1},
        'water': {'fc': '#a1e3ff', 'ec': '#2F3737', 'hatch': 'ooo...', 'hatch_c': '#85c9e6', 'lw': 1, 'zorder': 2},
        'parking': {'fc': '#F2F4CB', 'ec': '#2F3737', 'lw': 1, 'zorder': 3},
        'streets': {'fc': '#2F3737', 'ec': '#475657', 'alpha': 1, 'lw': 0, 'zorder': 3},
        'building': {'palette': ['#FFC857', '#E9724C', '#C5283D'], 'ec': '#2F3737', 'lw': .5, 'zorder': 4},
    },

    osm_credit = {'color': '#2F3737'}
)

# 匯出圖片檔案
plt.savefig('北京故宮-圓角矩形模式.png', dpi=500)

2.1.3 新增文字內容

　　有了這樣美觀大方的藝術地圖，我們還可以基於matplotlib中自定義字型的方法，在地圖上新增標註資訊，仍然以上海外灘為例，我們利用外部的書法字型，在正中心繪製文字標註資訊：

import matplotlib.font_manager as fm

# 建立圖床
fig, ax = plt.subplots(figsize = (12, 12), constrained_layout = True)

layers = plot(
    (31.23346, 121.492154), # 圓心座標，格式：(緯度, 經度)
    radius = 2500, # 半徑
    ax = ax, # 繫結圖床
    layers = {
        'perimeter': {}, # 控制繪圖模式，{}即相當於圓形繪圖模式
        # 下面的引數用於定義從OsmStreetMap選擇獲取的向量圖層要素，不瞭解的無需改動照搬即可
        'streets': {
            'custom_filter': '["highway"~"motorway|trunk|primary|secondary|tertiary|residential|service|unclassified|pedestrian|footway"]',
            'width': {
                'motorway': 5,
                'trunk': 5,
                'primary': 4.5,
                'secondary': 4,
                'tertiary': 3.5,
                'residential': 3,
                'service': 2,
                'unclassified': 2,
                'pedestrian': 2,
                'footway': 1,
            }
        },
        'building': {'tags': {'building': True, 'landuse': 'construction'}, 'union': False},
        'water': {'tags': {'natural': ['water', 'bay']}},
        'green': {'tags': {'landuse': 'grass', 'natural': ['island', 'wood'], 'leisure': 'park'}},
        'forest': {'tags': {'landuse': 'forest'}},
        'parking': {'tags': {'amenity': 'parking', 'highway': 'pedestrian', 'man_made': 'pier'}}
    },
    # 下面的引數用於定義OpenStreetMap中不同向量圖層的樣式，嫌麻煩的直接照抄下面的官方示例即可
    drawing_kwargs = {
        'background': {'fc': '#F2F4CB', 'ec': '#dadbc1', 'hatch': 'ooo...', 'zorder': -1},
        'perimeter': {'fc': '#F2F4CB', 'ec': '#dadbc1', 'lw': 0, 'hatch': 'ooo...',  'zorder': 0},
        'green': {'fc': '#D0F1BF', 'ec': '#2F3737', 'lw': 1, 'zorder': 1},
        'forest': {'fc': '#64B96A', 'ec': '#2F3737', 'lw': 1, 'zorder': 1},
        'water': {'fc': '#a1e3ff', 'ec': '#2F3737', 'hatch': 'ooo...', 'hatch_c': '#85c9e6', 'lw': 1, 'zorder': 2},
        'parking': {'fc': '#F2F4CB', 'ec': '#2F3737', 'lw': 1, 'zorder': 3},
        'streets': {'fc': '#2F3737', 'ec': '#475657', 'alpha': 1, 'lw': 0, 'zorder': 3},
        'building': {'palette': ['#FFC857', '#E9724C', '#C5283D'], 'ec': '#2F3737', 'lw': .5, 'zorder': 4},
    },

    osm_credit = {'color': '#2F373700'}
)

# 新增文字標註
ax.text(
    0.5, 0.5,
    '外灘, 上海',
    zorder = 6,
    ha='center',
    va='center',
    fontsize=120,
    fontproperties = fm.FontProperties(fname='FZZJ-HLYHXSJW.TTF'),
    transform=ax.transAxes
)

# 匯出圖片檔案
plt.savefig('上海外灘-新增文字標註.png', dpi=500)

　　你可以找到你關注地點的經緯度座標，盡情地繪製出各種藝術地圖作品，譬如下面這些地標：

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　　以上就是本文的全部內容，歡迎在評論區與我進行討論~