Python. 在basemap中绘制矩形

Question

我需要在我的底图上添加几个矩形。我需要四个矩形，它们的经纬度范围如下：

1) 左下角经度=-10，右上角经度=10，左下角纬度=35，右上角纬度=60

2) 左下角经度=10.5，右上角经度=35，左下角纬度=35，右上角纬度=60

3) 左下角经度=35.5，右上角经度=52，左下角纬度=30，右上角纬度=55

4) 左下角经度=-20，右上角经度=35，左下角纬度=20，右上角纬度=34.5

我的脚本在下面。我找到了“polygon”包来添加线条，但我不太清楚该怎么做。请帮帮我！！非常感谢你的帮助！

    from mpl_toolkits.basemap import Basemap

     m=basemaputpart.Basemap(llcrnrlon=-60, llcrnrlat=20, urcrnrlon=60, urcrnrlat=70, resolution='i', projection='cyl', lon_0=0, lat_0=45)

    lon1=np.array([[-180.+j*0.5 for j in range(721)]  for i in range(181)])
    lat1=np.array([[i*0.5 for j in range(721)]  for i in range(181)  ])
    Nx1,Ny1=m(lon1,lat1,inverse=False)

    toplot=data[:,:]
    toplot[data==0]=np.nan
    toplot=np.ma.masked_invalid(toplot)
    plt.pcolor(Nx1,Ny1,np.log(toplot),vmin=0, vmax=5)
    cbar=plt.colorbar()

    m.drawcoastlines(zorder=2)
    m.drawcountries(zorder=2)

    llcrnrlon = -10
    urcrnrlon =  10
    llcrnrlat =  35
    urcrnrlat =  60
    lower_left = (llcrnrlon, llcrnrlat)
    lower_right= (urcrnrlon, llcrnrlat)
    upper_left = (llcrnrlon, urcrnrlat)
    upper_right= (urcrnrlon, urcrnrlat)

    plot_rec(m, lower_left, upper_left, lower_right, upper_right)

然后我看到“类型错误：'tuple'对象不可调用”

我在这部分中，先添加了你建议的内容。

    ..
    m.drawcoastlines(zorder=2)
    m.drawcountries(zorder=2)

    def plot_rec(m, lower_left, upper_left, lower_right, upper_right):
        xs = [lower_left[-10], upper_left[-10],
              lower_right[10], upper_right[10]]
        ys = [lower_left[35], upper_left[60],
              lower_right[35], upper_right[60]]
        m.plot(xs,ys,latlon=True)

    plt.show()

然后我在我的图中看不到任何框。我是不是需要放另一个，而不是 plt.show()？？

另外，你能告诉我怎么在框里放数字吗（例如，在框的左上角放1）？怎么计算我所有数据点的值的总和，并计算（框内值的总和）与（所有数据点的值的总和）之间的百分比？我问得太多了……只要告诉我你能提供的内容就好，反正都很棒！！！

非常感谢！！

Answer 1

如果你想在地图上找那些边界沿着经线和纬线的矩形区域，可以使用下面这个函数。这里的 m 是基础地图对象。

 def draw_screen_poly( minlat, maxlat, minlon, maxlon, m):
      lons=np.hstack((np.repeat(minlon,10),\
                      np.linspace(minlon,maxlon, num=10),\
                      np.repeat(maxlon,10),\
                      np.linspace(maxlon,minlon, num=10)))

      lats=np.hstack((np.linspace(minlat,maxlat, num=10),\
                      np.repeat(maxlat,10),\
                      np.linspace(maxlat,minlat, num=10),
                      np.repeat(minlat,10)))

      m.plot(y=lats,x=lons,latlon=True, lw=2, color='navy', alpha=0.8)

      x, y = m(lons, lats)
      xy = zip(x,y)
      poly = Polygon( np.asarray(xy), linewidth=3) 
      ax.add_patch(poly)

Answer 2

下面这个函数应该能满足你的需求。bmap 是你的基础地图对象，而 lonmin, lonmax, latmin, latmax 则定义了你想要显示的区域的经纬度范围。在你用 Basemap(...) 生成了 bmap 之后，你需要调用 plot_rectangle 函数。

def plot_rectangle(bmap, lonmin,lonmax,latmin,latmax):
    xs = [lonmin,lonmax,lonmax,lonmin,lonmin]
    ys = [latmin,latmin,latmax,latmax,latmin]
    bmap.plot(xs, ys,latlon = True)

Answer 3

这件事比较棘手，因为在很多地图投影类型中，“矩形”并不是真正的“矩形”。所以当你说“矩形”时，你是指地图上的实际矩形，还是仅仅是像素空间中的矩形？这两者的处理方式是完全不同的。

但我们假设你想要的是地图上的矩形。最快的方法就是使用Basemap的plot方法，像这样：

def plot_rec(bmap, lower_left, upper_left, lower_right, upper_right):
    xs = [lower_left[0], upper_left[0],
          lower_right[0], upper_right[0],
          lower_left[0], lower_right[0],
          upper_left[0], upper_right[0]]
    ys = [lower_left[1], upper_left[1],
          lower_right[1], upper_right[1],
          lower_left[1], lower_right[1],
          upper_left[1], upper_right[1]]
    bmap.plot(xs, ys, latlon = True)

这里的bmap是你的地图，而lower_left等则是这些角落的经纬度坐标。

更新：使用示例

你问了一个使用示例，所以这里有一个：

m=basemaputpart.Basemap(llcrnrlon=-60, llcrnrlat=20, urcrnrlon=60, urcrnrlat=70, resolution='i', projection='cyl', lon_0=0, lat_0=45)

# your other setting up the map code here

# here I draw the first rectangle
llcrnrlon = -10
urcrnrlon =  10
llcrnrlat =  35
urcrnrlat =  60
lower_left = (llcrnrlon, llcrnrlat)
lower_right= (urcrnrlon, llcrnrlat)
upper_left = (llcrnrlon, urcrnrlat)
upper_right= (urcrnrlon, urcrnrlat)

plot_rec(m, lower_left, upper_left, lower_right, upper_right) # This calls the function I defined before

# Rinse and repeat for the other lat/lon combos

plt.show()

你当然可以用列表推导式更优雅地生成正确的角点集合，但这个示例应该能让你入门。

更新 2

看起来这里有些混淆。plot_rec是一个函数。它应该放在你的脚本中某个不与其他代码行在一起的地方。单独放着它是没有任何作用的。只有在你调用它的时候，它才会起作用，如下所示：

...
upper_left = (llcrnrlon, urcrnrlat)
upper_right= (urcrnrlon, urcrnrlat)
# This next line is where we call the function
plot_rec(m, lower_left, upper_left, lower_right, upper_right)