零基础小白python入门必看之Cartopy的基础使用

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前言一、基础介绍二、区域地图的绘制总结

前言

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 B. h2 z: G1 s; m

5 z5 q& x4 b0 Y0 x: p& C/ H6 {

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6 W2 u5 s! O% M ~2 o* |# ^# i

一、基础介绍

' f% R( J, d# K x. i

首先导入相关模块。

import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import cartopy.crs as ccrs : l0 ?+ q8 |) S" m import cartopy.feature as cfeature * S: K# e" |, X9 @3 y$ g from cartopy.mpl.ticker import LongitudeFormatter, LatitudeFormatter & m: K* S1 \: G/ p: V9 q 12345 + f& J( E. Z, t( _/ u, I' W

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)) 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)) ax.add_feature(cfeature.OCEAN.with_scale(scale)) #ax.add_feature(cfeature.RIVERS.with_scale(scale)) 9 _1 R- U& Z: Z, u #ax.add_feature(cfeature.LAND.with_scale(scale),lw=0.5) , g0 l( e% O' K% k% c 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:

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()) 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) lat_formatter = LatitudeFormatter() ( M' f1 ?& ]0 a$ ~: s3 p2 U( o ax.xaxis.set_major_formatter(lon_formatter) ax.yaxis.set_major_formatter(lat_formatter) 1234567

可以看到效果图如下:

0 q, y2 ?& f _

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) * D/ g$ [" n" O, b% q ax.spines[bottom].set_visible(True) - b+ T$ a. L2 i( K$ B ax.spines[left].set_visible(True) ax.spines[right].set_visible(True) , n% O$ t, F$ S0 A# f9 Z9 P ax.spines[top].set_visible(True) . a* ^! u! C7 X7 e t 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 ax.spines[right].set_linewidth(2.5);###设置右边坐标轴的粗细 ax.spines[top].set_linewidth(2.5);####设置上部坐标轴的粗细 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。

. t( t: m b- G7 U1 [2 a

二、区域地图的绘制

+ p# k% t' T9 H& k5 D

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()) ; E: F1 {; j6 E" c. m- d" A 1 3 d2 X! N. [* Z4 P) |) A8 y# w7 m; M

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:

6 n( p2 P G A& \. Q( r

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): ax=plt.axes(projection=ccrs.PlateCarree(central_longitude=180)) a = (box[1]-box[0])//xstep x_start = box[1] - a*xstep ' s; A6 `# o6 g& C' ~- d a = (box[3]-box[2])//ystep y_start = box[3] - a*ystep ax.set_extent(box,crs=ccrs.PlateCarree()) , a5 ~7 p8 N5 k" C p, K3 u #ax.add_feature(cfeature.LAKES.with_scale(scale)) ( }6 E, U- ?$ Y2 s# v* _9 c #ax.add_feature(cfeature.OCEAN.with_scale(scale)) % ^% w: p' C! r3 Y$ m0 e #ax.add_feature(cfeature.RIVERS.with_scale(scale)) #ax.add_feature(cfeature.LAND.with_scale(scale),lw=0.5) 3 ]" Q8 b9 U% W: }. I4 H ax.add_feature(cfeature.COASTLINE.with_scale(scale),lw=2) , T* u1 X& ^8 Q" P" g " h' p6 L* U8 g5 }, d+ e7 d+ W( s4 K ax.set_xticks(np.arange(x_start,box[1]+xstep,xstep), crs=ccrs.PlateCarree()) ax.set_yticks(np.arange(y_start,box[3]+ystep,ystep), crs=ccrs.PlateCarree()) #zero_direction_label用来设置经度的0度加不加E和W + H. [3 H$ L6 g* j8 r lon_formatter = LongitudeFormatter(zero_direction_label=False) # v# C% Y0 `. u9 z/ Z6 T3 Z6 @. [# a lat_formatter = LatitudeFormatter() / G5 x3 s( f* W% d4 D) } ax.xaxis.set_major_formatter(lon_formatter) ax.yaxis.set_major_formatter(lat_formatter) #添加网格线 ax.grid() : U* j% p) O% W 4 M/ x" U+ M2 G. j ax.outline_patch.set_visible(False) ax.spines[bottom].set_visible(True) 3 t; U" c5 j, t0 F" N ax.spines[left].set_visible(True) # c- u$ A9 e7 [) H5 j* y ax.spines[right].set_visible(True) ax.spines[top].set_visible(True) @+ h( H* S! N( i4 h- W" n 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 ax.spines[right].set_linewidth(2.5);###设置右边坐标轴的粗细 5 `" n C9 E/ z+ K3 D% O y# ~) H% j ax.spines[top].set_linewidth(2.5);####设置上部坐标轴的粗细 ) _7 U8 l2 H& N return ax

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