零基础小白python入门必看之Cartopy的基础使用

3 I4 |2 n4 D4 y' A" z6 q

文章目录

前言一、基础介绍二、区域地图的绘制总结

前言

6 {' {5 P1 ^3 w' q

常用地图底图的绘制一般由Basemap或者cartopy模块完成，由于Basemap库是基于python2开发的一个模块，目前已经不开发维护。故简单介绍cartopy模块的一些基础操作。

3 p) ^* E2 e( r) \* M0 l

如果大家在学习中遇到困难，想找一个python学习交流环境，可以加入我们的python裙，关注小编，并私信“01”即可进裙，领取python学习资料，会节约很多时间，减少很多遇到的难题。

一、基础介绍

首先导入相关模块。

import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt 0 i2 L7 |: r# w/ i, o- a import cartopy.crs as ccrs import cartopy.feature as cfeature ; L% L4 q7 J& h% I from cartopy.mpl.ticker import LongitudeFormatter, LatitudeFormatter 3 P+ d3 R6 ]: j 12345

首先介绍参数projection，该命令可以配合ccrs设置投影类型，此处以方形投影命令为示例。其中central_longitude参数为投影中心位置。其中心设置与Basemap设置规则一样，详情可以看上一篇文章。

ax=plt.axes(projection=ccrs.PlateCarree(central_longitude=0)) 3 V! }+ G. u5 D, m1 ]+ _! u5 d 1

在设置好绘制类型后，绘制地图各特征量。其代码如下:

#ax.add_feature(cfeature.LAKES.with_scale(scale)) & y) K- p2 k: q3 ^# C) ^( @ ax.add_feature(cfeature.OCEAN.with_scale(scale)) #ax.add_feature(cfeature.RIVERS.with_scale(scale)) #ax.add_feature(cfeature.LAND.with_scale(scale),lw=0.5) 9 ]3 ~% F1 a l ax.add_feature(cfeature.COASTLINE.with_scale(scale),lw=2) 12345

参数scale为地图分辨率，目前支持10m,50m,110m,参数lw为线条粗细。此处绘制海岸线和海洋，效果图如下:

! I6 |' S; g* }% m0 W0 r7 L 9 ~) y3 C+ v# `1 v$ |2 ~

在绘制结束后，作为地图。经纬度自然是必不可少的，在该模块中，引进同时设置坐标轴标签改变该标签刻度的表示，具体形式如下:

ax.set_xticks(np.arange(0,361,40), crs=ccrs.PlateCarree()) ' u. x* f2 [/ [0 N6 U ax.set_yticks(np.arange(-90,90+30,30), crs=ccrs.PlateCarree()) #zero_direction_label用来设置经度的0度加不加E和W lon_formatter = LongitudeFormatter(zero_direction_label=False) 4 N, n( p1 y2 O% J, S- c7 U lat_formatter = LatitudeFormatter() ax.xaxis.set_major_formatter(lon_formatter) ax.yaxis.set_major_formatter(lat_formatter) 1234567

可以看到效果图如下:

% x, Y0 z3 z1 R+ t * @# x6 j6 J! h

当然如果想对坐标轴粗细变化可以引入一下命令。

ax.outline_patch.set_visible(False) ax.spines[bottom].set_visible(True) 8 }! G$ v, O' z q2 V* d ax.spines[left].set_visible(True) 0 I8 n% x7 D C$ e; ~ ax.spines[right].set_visible(True) ax.spines[top].set_visible(True) 3 x4 {! S7 A- z6 H7 s. u ax.spines[bottom].set_linewidth(2.5);###设置底部坐标轴的粗细 ax.spines[left].set_linewidth(2.5);####设置左边坐标轴的粗细 & a. ?: G; a. M' s* f: X ax.spines[right].set_linewidth(2.5);###设置右边坐标轴的粗细 2 [& L+ a( D4 n5 k: s, d/ T ax.spines[top].set_linewidth(2.5);####设置上部坐标轴的粗细 # B: S5 B1 G( N6 F* ^- S; g4 B ! V# [( h5 Y# j& w/ g4 L3 a3 r 12345678910

应该在该模块下，控制坐标轴的命令已经和常规不一样。因此先关闭该控制，然后开启常规坐标轴设置。

, _2 w: x" W) E+ L ]7 c) c) H

二、区域地图的绘制

当我们在某一小块区域研究时，需要绘制区域地图。此时我们可以引入命令：

ax.set_extent(box,crs=ccrs.PlateCarree()) 1

其中box为绘制区域，crs为投影类型。其他命令基本不变。设置box为[40,180,0,90],可得到效果图如下:

# e- F: I7 r2 R9 t% S' q

5 x) C5 x0 s* Y }" \' q' a2 s

总结

为方便各位读者，我书写了绘制地图的函数，大家在使用时可直接调用。此处示例为方形投影，若希望绘制其他投影。只需要修改函数部分参数即可。代码如下:

def map_make(scale,box,xstep,ystep): 5 i5 G7 ]$ f: m- ^- f ax=plt.axes(projection=ccrs.PlateCarree(central_longitude=180)) a = (box[1]-box[0])//xstep x_start = box[1] - a*xstep 1 `5 T4 T$ a; } a = (box[3]-box[2])//ystep y_start = box[3] - a*ystep ax.set_extent(box,crs=ccrs.PlateCarree()) $ v) D k$ s4 f& d8 i2 l# j5 W #ax.add_feature(cfeature.LAKES.with_scale(scale)) #ax.add_feature(cfeature.OCEAN.with_scale(scale)) #ax.add_feature(cfeature.RIVERS.with_scale(scale)) 4 l3 G% t4 ~9 B$ \- @+ ]. | #ax.add_feature(cfeature.LAND.with_scale(scale),lw=0.5) ax.add_feature(cfeature.COASTLINE.with_scale(scale),lw=2) - F# y% U: {) r1 u4 i5 Z; ^8 _ ax.set_xticks(np.arange(x_start,box[1]+xstep,xstep), crs=ccrs.PlateCarree()) 7 c, {0 `7 }4 |* u! G2 B ax.set_yticks(np.arange(y_start,box[3]+ystep,ystep), crs=ccrs.PlateCarree()) l, K4 C! r% @7 H! d3 j" g #zero_direction_label用来设置经度的0度加不加E和W $ `* X) z( _, ~0 p B lon_formatter = LongitudeFormatter(zero_direction_label=False) & g, [4 ?& @3 y8 g lat_formatter = LatitudeFormatter() ax.xaxis.set_major_formatter(lon_formatter) ax.yaxis.set_major_formatter(lat_formatter) ( |7 W, b3 m- h# o5 {" O# d) Q, X #添加网格线 ax.grid() ; x M1 Q2 m; a' a% @) c ax.outline_patch.set_visible(False) 3 [) j6 R; z, J6 Z6 F1 u5 e ax.spines[bottom].set_visible(True) ax.spines[left].set_visible(True) - R% v* H& g0 | ax.spines[right].set_visible(True) & D5 q$ ?7 Y7 E2 \. r: x ax.spines[top].set_visible(True) ax.spines[bottom].set_linewidth(2.5);###设置底部坐标轴的粗细 ax.spines[left].set_linewidth(2.5);####设置左边坐标轴的粗细 0 f' G7 f- S; g; }7 W2 T- j4 f6 q# z1 x ax.spines[right].set_linewidth(2.5);###设置右边坐标轴的粗细 * C! b% U4 U' m/ c ax.spines[top].set_linewidth(2.5);####设置上部坐标轴的粗细 9 h* M e2 O4 W8 n) Z/ Y {+ G 9 c1 O0 m. F4 D6 R& M* X/ M0 t return ax

最后多说一句，想学习Python可联系阿喵，这里有我自己整理的整套python学习资料和路线，想要这些资料的都可以关注阿喵，并私信“01”领取。

/ }4 V6 E4 s0 M8 m3 p1 u