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Python matplot工具包之一的 mpl_toolkits绘制属于你的世界地图

Deng872347348 2023-04-21 原文

Python matplot工具包之一的 mpl_toolkits绘制属于你的世界地图

Python之所以这么流行，是因为它不仅能够应用于科技领域，还能用来做许多其他学科的研究工具，绘制地图便是其功能之一。

今天我们用matplot工具包之一的 mpl_toolkits 来绘制世界地图，这是一个简单的可视化工具，如果希望绘制更加复杂的地图，可以考虑使用Google Maps API，不过这不在我们今天的讨论范围之内。

1.准备

开始之前，你要确保Python和pip已经成功安装在电脑上。

**(可选1) **如果你用Python的目的是数据分析，可以直接安装Anaconda，它内置了Python和pip.

**(可选2) **此外，推荐大家用VSCode编辑器，它有许多的优点。

请选择以下任一种方式输入命令安装依赖 ：

  1. Windows 环境 打开 Cmd (开始-运行-CMD)。
  2. MacOS 环境 打开 Terminal (command+空格输入Terminal)。
  3. 如果你用的是 VSCode编辑器 或 Pycharm，可以直接使用界面下方的Terminal.
pip install numpy
pip install matplotlib

为了使用 mpl_toolkits, 单纯安装matplotlib是不够的，我们还需要单独安装basemap，如果你已经安装了Anaconda，那这一步就非常好办，输入以下命令安装即可：

conda install basemap

如果没有的话，就稍微麻烦一点：

1.安装geos: pip install geos

2.根据你的Python版本下载basemap
http://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/#basemap
注意cp后面的数字是Python的版本。（在页面上按ctrl+F，输入basemap快速定位）

3.在 cmd 下进入该文件的目录，运行

pip install basemap‑1.2.1‑cp37‑cp37m‑win_amd64.whl
2.简单的地图

让我们开始绘制一个地球，中心指向中国：

#绘制一个地球
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.basemap import  Basemap

#初始化图形
plt.figure(figsize=(8,8))
#底图：圆形 ,lat_0:纬度：log_o:经度,(113,29)是武汉
m=Basemap(projection='ortho',resolution=None,lat_0=29,lon_0=113)

#底色
m.bluemarble(scale=0.5)
#显示
plt.show()

效果还不错哦，不仅如此，它其实不单单只是一张图像，它还是一个功能齐全的matplot画布。这也就意味着，你能够在上面画线！让我们放大地图，进入中国区域，然后标记出深圳的位置：



不要用蓝底图了，看得不是很清晰，我们换成浮雕型：#导入需要的包
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.basemap import  Basemap

#以下三行是为了让matplot能显示中文
from  pylab import  mpl
mpl.rcParams['font.sans-serif']=['FangSong']
mpl.rcParams['axes.unicode_minus']=False

fig=plt.figure(figsize=(8,8))

#注意几个新增的参数，width和height是用来控制放大尺度的
#分别代表投影的宽带和高度(8E6 代表,8x10^6米
m=Basemap(projection='lcc',resolution=None,width=8E6,height=8E6,lat_0=23,lon_0=113,)
m.etopo(scale=0.5)

#这里的经纬度:(经度,纬度)
x,y=m(113,23)
plt.plot(x,y,'ok',markersize=5)
plt.text(x,y,'深圳',fontsize=12,color="red")
plt.show()

可以很明显地看到山区、丘陵等地理样貌。你还可以根据你的需要，针对某几个城市做连线或者绘制某些经纬度之间的区域。别忘了，这可是matplotlib可编辑的画布。

3.世界地图

接下来，我们将上述的世界地图展开成带经纬线的平面图形。

#导入需要的包
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.basemap import  Basemap
from itertools import  chain

def draw_map(m,scale=0.2):
    #绘制带阴影的浮雕图像
    m.shadedrelief(scale=scale)
    #根据经纬度切割，每13度一条线
    lats=m.drawparallels(np.linspace(-90,90,13))
    lons=m.drawmeridians(np.linspace(-180,180,13))

    #集合所有线条
    lat_lines=chain(*(tup[1][0] for tup in lats.items()))
    lon_lines = chain(*(tup[1][0] for tup in lons.items()))
    all_lines = chain(lat_lines,lon_lines)
    #循环画线
    for line in all_lines:
        line.set(linestyle='-',alpha=0.3,color='w')
fig=plt.figure(figsize=(8,6),edgecolor='w')
m=Basemap(projection='cyl',resolution=None,
          llcrnrlat=-90,urcrnrlat=90,
          llcrnrlon=-180,urcrnrlon=180,)
draw_map(m)
plt.show()

设置地图上面的景点：

这样，只需要往locations里类似地加入某个地点的经纬度，就能在地图上展示出来了，你还能自定义地画两个地点之间的连线，或者是重点放大某个区域。总而言之，你想干的，基本上基于Matplotlib都可以做得到。

工具包mpl_toolkitsspanclasstokenpythonmatplotlib开发语言

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