（二）Cartopy中新增地理要素(海岸線、陸地、河流等)
阿新 • • 發佈：2021-01-11
1、繪製海岸線、陸地、河流等要素
我們在進行地圖繪製時，除所屬顯示地圖資料外，在地圖空白區域，往往需要新增一些地理要素，如海岸線、陸地、河流等。一方面可以彌補空白區域造成的視覺上的不美觀，另一方面也更符合製圖規範。
使用Cartopy進行繪製地理要素程式碼如下：
import matplotlib.pyplot as plt###引入庫包 import cartopy.crs as ccrs import cartopy.feature as cfeature proj = ccrs.PlateCarree(central_longitude=130)## fig = plt.figure(figsize=(3, 2), dpi=550) #建立頁面 ax = fig.subplots(1, 1, subplot_kw={'projection': proj}) # 建立子圖 ax.add_feature(cfeature.LAND)####新增陸地###### ax.add_feature(cfeature.COASTLINE,lw=0.25)#####新增海岸線######### ax.add_feature(cfeature.RIVERS,lw=0.25)#####新增河流###### ax.add_feature(cfeature.LAKES)######新增湖泊##### # ax.add_feature(cfeature.BORDERS, linestyle='-',lw=0.25)####此方法用來繪製國外地圖尚可，如繪製我國地圖是不正確的，會丟失了藏南、臺灣等領土############ax.add_feature(cfeature.OCEAN)######新增海洋######## plt.show()
其中，線狀要素可以使用關鍵字lw設定線寬，linestyle設定線型。線狀和麵狀要素可以使用color關鍵字設定顏色，其他的關鍵字引數可查閱matplotlib的pyplot模組。
2、新增經緯度資訊
當前地圖沒有新增經緯度資訊，使用Cartopy增加經緯度資訊程式碼如下所示：
import matplotlib.ticker as mticker import numpy as np from cartopy.mpl.ticker import LongitudeFormatter, LatitudeFormatter dlon, dlat= 60, 30 xticks = np.arange(0, 360.1, dlon) yticks = np.arange(-90, 90.1, dlat) gl = ax.gridlines(crs=ccrs.PlateCarree(), draw_labels=False, linewidth=1, linestyle=':', color='k', alpha=0.8) gl.xlocator = mticker.FixedLocator(xticks) gl.ylocator = mticker.FixedLocator(yticks) ax.set_xticks(xticks, crs=ccrs.PlateCarree()) ax.set_yticks(yticks, crs=ccrs.PlateCarree()) ax.xaxis.set_major_formatter(LongitudeFormatter(zero_direction_label=True)) ax.yaxis.set_major_formatter(LatitudeFormatter()) fig_fname = "全球地圖.png" plt.savefig(fig_fname, dpi=500, bbox_inches='tight')
3、使用更高解析度地理要素
當繪製區域性範圍地圖時，使用預設的新增地理要素，所繪製圖像會出現失真現象，這是由於預設的地理要素解析度不夠導致的，預設的解析度為110m，在繪製時可以設定要素解析度，程式碼如下：
ax.add_feature(cfeature.LAND.with_scale('10m'))####新增陸地###### ax.add_feature(cfeature.COASTLINE.with_scale('10m'),lw=0.25)#####新增海岸線######### ax.add_feature(cfeature.RIVERS.with_scale('10m'),lw=0.25)#####新增河流###### ax.add_feature(cfeature.LAKES.with_scale('10m'))######新增湖泊##### # ax.add_feature(cfeature.BORDERS, linestyle='-',lw=0.25)####不推薦，我國丟失了藏南、臺灣等領土############ ax.add_feature(cfeature.OCEAN.with_scale('10m'))######新增海洋########
注意：使用這種方式繪圖第一次繪圖速度很慢，原因是所需資料需要聯網下載，第二次後速度會快很多。
4、繪製地球陰影浮雕圖
Cartopy提供了地球陰影浮雕圖的繪製，可使用此圖作為空白地圖的背景圖，程式碼如下：
import cartopy.crs as ccrs import matplotlib.pyplot as plt ax = plt.axes(projection=ccrs.Mollweide()) ax.stock_img() plt.show()
5、繪製點、線、文字
使用Cartopy繪製在地圖上繪製點、線、文字的程式碼如下：
import cartopy.crs as ccrs import matplotlib.pyplot as plt ax = plt.axes(projection=ccrs.PlateCarree()) ax.stock_img() ny_lon, ny_lat = -75, 43 delhi_lon, delhi_lat = 77.23, 28.61 plt.plot([ny_lon, delhi_lon], [ny_lat, delhi_lat], color='blue', linewidth=2, marker='o', transform=ccrs.Geodetic(),#繪製曲線 ) plt.plot([ny_lon, delhi_lon], [ny_lat, delhi_lat], color='gray', linestyle='--', transform=ccrs.PlateCarree(),#繪製直線 ) plt.text(ny_lon - 3, ny_lat - 12, 'New York', horizontalalignment='right', transform=ccrs.Geodetic()) plt.text(delhi_lon + 3, delhi_lat - 12, 'Delhi', horizontalalignment='left', transform=ccrs.Geodetic()) plt.show()
6、新增中國國界線
在實際應用過程中，很多時候需要在地圖上繪製中國國界線，Cartopy中提供的cfeature.BORDERS無法滿足要求，會丟失了藏南、臺灣等領土；因此需要讀取中國的shapefile檔案，增加國界線。程式碼如下：
import cartopy.feature as cfeature from cartopy.io.shapereader import Reader proj = ccrs.PlateCarree(central_longitude=130)## fig = plt.figure(figsize=(6, 4), ) # 建立頁面 ax = fig.subplots(1, 1, subplot_kw={'projection': proj}) # 建立子圖 ax.set_extent([60,139,5,54]) ax.add_feature(cfeature.LAND.with_scale('10m'))####新增陸地###### ax.add_feature(cfeature.COASTLINE.with_scale('10m'),lw=0.25)#####新增海岸線######### ax.add_feature(cfeature.RIVERS.with_scale('10m'),lw=0.25)#####新增河流###### ax.add_feature(cfeature.LAKES.with_scale('10m'))######新增湖泊##### # ax.add_feature(cfeature.BORDERS, linestyle='-',lw=0.25)####不推薦，我國丟失了藏南、臺灣等領土############ ax.add_feature(cfeature.OCEAN.with_scale('10m'))######新增海洋######## reader = Reader(r"china_country.shp") #國界
china_country= cfeature.ShapelyFeature(reader.geometries(), ccrs.PlateCarree(), edgecolor='black', facecolor='none')
ax.add_feature(china_country, linewidth=0.7) # 新增國界線
plt.show()
參考
微信公眾號:雲臺書史:https://mp.weixin.qq.com/s/tY5Qjo1kIG4cCut3a6Lnzw
Cartopy官網地址:https://scitools.org.uk/cartopy/docs/latest/matplotlib/intro.html