[Python] 【气候软件】Python6:Cartopy和matplotlib包绘制气象图中图

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气象数据可视化主要依靠matplotlib做绘图,其他库包为辅助,包括数据处理的,地理信息处理的等等。

绘图主要有六步(“六部曲”)(不是绝对的方法,视具体情况使用):

  • 引入库包:import matplotlib.pyplot as plt

  • 设定画布:fig=plt.figure()

  • 导入数据:之前已有介绍导入nc文件格式数据(【气候软件】Python读取气象数据 NetCDF文件(***.nc))和导入txt文本格式数据(【气候软件】Python2:读取TXT文本格式的数据)。

  • 线图命令:plt.plot(x,y,lw=,ls=,c=,alpha=)

  • 出图:plt.show()

  • 存图:fig.savefig("···")


    ( @# X5 w! j! B6 ?

只要按照以上六步,基本绘图没有问题!!!

* T/ c- J+ V$ {. z) z7 U; C
1 d- _" T: L" G* |) ~

Cartopy是一个Python包,用于地理空间数据处理,以便生成地图和其他地理空间数据分析。Cartopy利用了强大的PROJ.4、NumPy和Shapely库,并在Matplotlib之上构建了一个编程接口,用于创建发布质量的地图。cartopy的主要特点是面向对象的投影定义,以及在投影之间转换点、线、向量、多边形和图像的能力。

- L3 S% L: |5 G

绘制简单气象地图

Cartopy公开了一个接口,可以使用matplotlib轻松创建地图。

1. 使用anaconda安装Cartopy库:

  • ; |$ f) r8 m. ~- f3 M+ [& i
    / T/ e( o2 s- K

conda install Cartopy; C" D  V) _  [5 _6 g  \; E9 z


% g$ u# d! t& c7 c2 x# O! ^& g" `& m/ K# k

  r. y; K  ^* m9 k; P  z

2. 工作在多图形(figures)和多坐标系(axes)

MATLAB和pyplot都有当前图形(figure)和当前坐标系(axes)的概念。所有的绘图命令都是应用于当前坐标系的。gca()和gcf()(get current axes/figures)分别获取当前axes和figures的对象。通常,你不用担心这些,因为他们都在幕后被保存了,下面是一个例子,创建了两个子绘图区域(subplot):

例:绘制图中图


  • & d+ ]+ J) g9 u/ f0 d

  • 0 x2 G- J! Z, C% S! u- D

  • 6 O! [4 \) O/ {) P' I

  • ) C6 E9 {" w1 j5 ~( y+ X
  •   v  u" ^9 N8 X' S: a/ ]8 ~& e8 P
  • 0 a6 }/ u9 W6 J; w+ A

  • 0 }8 q. R. \3 F5 x% ?! [

  • $ i4 |$ `9 T' m# s
  • ) H( C4 }6 O6 t7 n& k4 c8 Q8 t  a) x( I  o
  • 6 g- L! p3 n& g. f
  • - b1 u- Q/ F3 M/ [
  • ) P1 K9 u  v( Z% i, p6 g7 |

  • % u' }8 E3 C6 R
  • * a% F& e2 C. k( W4 V# j! C
  • 6 a& T# b  n6 B" M; D* F" t# U

  • 9 W; g6 f+ V( {  f- B

  • * l! g8 x( g/ i

  • / H/ a* x% p- b4 Z
  • 5 M) P4 r. f5 ~

  • 4 `; I$ R) {0 {5 Z0 p6 O
  • 8 P2 F  I5 S) p$ b1 v5 d
  • . m$ j+ p3 A1 S: H5 Y
  • 8 S$ z- e& Q! K" e) b
  • 5 j6 a: B9 n6 Z! k9 G2 D2 Z

  • ; @% D% V* E* A& j3 H
  • % a' B- A9 g% s' G/ `# F

  • 7 S# ?) Q! |: c( x$ p. O
  • / P  Z- v0 @( [. [- K: u5 Z' ?
      u3 G6 M) E3 K- J. E& a

importnumpy asnpimportmatplotlib.pyplot aspltimportpandas aspd#新建figurefig = plt.figure()  #默认的画布大小#读取某地1979-2019年年平均气温数据共40年data = pd.read_csv("annual tem.txt", skiprows=1, sep='\s+', header=None, names=['year', 'sta1', 'sta2'])print(data)x = data.yeary1 = data.sta1y2 = data.sta2#新建区域ax1#figure的百分比,从figure 10%的位置开始绘制, 宽高是figure的80%left, bottom, width, height = 0.1, 0.1, 0.8, 0.8#获得绘制的句柄ax1 = fig.add_axes([left, bottom, width, height])ax1.plot(x, y1, 'r')ax1.set_title('station1 annual mean temperature')#新增区域ax2,嵌套在ax1内,看一看图中图是什么样,这就是与subplot的区别left, bottom, width, height = 0.62, 0.15, 0.25, 0.25#获得绘制的句柄ax2 = fig.add_axes([left, bottom, width, height])ax2.plot(x, y2, 'b')ax2.set_title('station2 annual mean temperature')plt.show()
! F# B: y9 K# g7 _: N$ j

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8 A, m5 C% @- e
" A) \  B; l$ [) c6 n7 i3 X$ I5 k7 ]' C* h1 u) N( ?
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有风
活跃在2022-10-29
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