Matplotlib 简明教程
Matplotlib - Basemap
What is Basemap?
Matplotlib Basemap 工具包是 Matplotlib 的扩展，可提供用于创建涉及地理数据的映射与可视化的功能。它允许用户在各个地图投影中绘制数据、绘制海岸线、国家和其他地图要素。这些用于在 Matplotlib 中无缝处理地理坐标。
以下是 Matplotlib Basemap 的主要功能。
Basic Workflow with Basemap
以下是 Matplotlib 库 Basemap 的基本工作流程。让我们详细了解其中的每一个，以便更好地理解。
Create a Basemap Instance
通过指定地图投影、边界坐标和其他参数实例化一个 Basemap 对象。为了使用 Matplotlib 中的 Basemap 工具包创建 Basemap 实例，我们可以定义地图投影并指定所需的地图边界。
在这个示例中，我们使用指定的墨卡托投影和提供的边界坐标生成基本地图（带海岸线和国家边界）。我们可以通过添加要素、绘制数据点或基于我们的要求使用不同的投影和分辨率来进一步自定义地图。
from mpl_toolkits.basemap import Basemap
import matplotlib.pyplot as plt
# Create a Basemap instance with a specific projection and bounding coordinates
map = Basemap(
projection='merc', llcrnrlat=-80, urcrnrlat=80,
llcrnrlon=-180, urcrnrlon=180, resolution='c')
# Draw coastlines and countries
map.drawcoastlines()
map.drawcountries()
# Show the map
plt.show()
Plot Data on the Map
在这里，我们使用 Basemap 方法绘制地图要素、绘制数据点或可视化地理数据集。
在这个示例中，我们生成随机的纬度和经度点，然后使用 map() 函数将这些坐标投影到 Basemap 实例上。然后使用 scatter() 方法将这些投影点以红色标记的形式绘制在地图上。
from mpl_toolkits.basemap import Basemap
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
# Create a Basemap instance with a specific projection and bounding coordinates
map = Basemap(
projection='merc', llcrnrlat=-80, urcrnrlat=80,
llcrnrlon=-180, urcrnrlon=180, resolution='c')
# Draw coastlines and countries
map.drawcoastlines()
map.drawcountries()
# Generate random data (longitude, latitude) for plotting
num_points = 100
lons = np.random.uniform(low=-180.0, high=180.0, size=num_points)
lats = np.random.uniform(low=-80.0, high=80.0, size=num_points)
# Plot the data points on the map
x, y = map(lons, lats) # Project the latitudes and longitudes to map coordinates
map.scatter(x, y, marker='o', color='red', zorder=10) # Plotting the data points
# Show the map with plotted data
plt.title('Data Points on Map')
plt.show()
Display the Map
我们可以使用 Matplotlib 库的 show() 函数来显示最终地图。
以下示例演示了如何使用 Basemap 创建地图和绘制数据点。
from mpl_toolkits.basemap import Basemap
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
# Creating a Basemap instance with a specific projection and bounding coordinates
map = Basemap(
projection='merc', llcrnrlat=-80, urcrnrlat=80,
llcrnrlon=-180, urcrnrlon=180, resolution='c')
# Drawing coastlines, countries, and states
map.drawcoastlines()
map.drawcountries()
map.drawstates()
# Generating random data for plotting
num_points = 100
lons = np.random.uniform(low=-180.0, high=180.0, size=num_points)
lats = np.random.uniform(low=-80.0, high=80.0, size=num_points)
data_values = np.random.rand(num_points) * 100 # Random values for data
# Plotting data points on the map
x, y = map(lons, lats) # Projecting latitudes and longitudes to map coordinates
map.scatter(x, y, c=data_values, cmap='viridis', marker='o', alpha=0.7)
# Adding a colorbar to represent the data values
plt.colorbar(label='Data Values')
# Display the map with plotted data
plt.title('Basemap Example with Data Points')
plt.show()