Python Matplotlib Basemap如何在地图上叠加小图片？

Question

我正在将一架飞机的数据在地图上绘制，并希望在最新数据点的坐标处插入这张75像素x 29像素的PNG飞机图片。

据我所知和了解，pyplot.imshow()是实现此目的的最佳方法。不过，在第一步中，我卡壳了，即使是让这张图片显示出来。使用普通的绘图而不是Basemap时，使用imshow很容易让图像出现，但是当使用Basemap时，我无法让它显示出来。请参见示例代码。

如果我可以在地图上显示图像，我会假设，通过试错，可以使用imshow()的extent属性设置其位置和一些适当的尺寸，其中绘图坐标从地图坐标转换为x，y = m（lons，lats）。

以下是示例代码（要尝试它，您可能需要下载上面的飞机图片）。

from matplotlib import pyplot as plt
from mpl_toolkits.basemap import Basemap
import Image
from numpy import arange

lats = arange(26,29,0.5)
lons = arange(-90,-87,0.5)

m = Basemap(projection='cyl',llcrnrlon=min(lons)-2,llcrnrlat=min(lats)-2,
            urcrnrlon=max(lons)+2,urcrnrlat=max(lats)+2,resolution='i')

x,y = m(lons,lats)
u,v, = arange(0,51,10),arange(0,51,10)
barbs = m.barbs(x,y,u,v)
m.drawcoastlines(); m.drawcountries(); m.drawstates()

img = Image.open('c130j_75px.png')
im = plt.imshow(img, extent=(x[-1],x[-1]+50000,y[-1],y[-1]+50000))
plt.show()

这是最终的图片，完全看不到飞机的踪迹。我尝试使用 extent 来调整大小，可能是我把它调得太小了，但无济于事。我还尝试将 zorder=10，但也没有成功。任何帮助都将不胜感激。

更新：现在我可以通过使用 m.imshow 而非 plt.imshow 将图像至少显示出来，因为前者传递了地图的轴实例，但 extent 参数似乎对图像的尺寸没有影响，因为它始终填满整个绘图区域，无论我将 extent 的尺寸设置得多小，甚至如果我将其设置为零。如何适当地缩放飞机图像并将其定位在最后一个数据点附近？

im = m.imshow(img, extent=(x[-1],x[-1]+5,y[-1],y[-1]+2))

- Levi Cowan

Answer 1

实际上，您需要使用matplotlib的一个较少文档化的功能：matplotlib.offsetbox模块。这里有一个示例：http://matplotlib.sourceforge.net/trunk-docs/examples/pylab_examples/demo_annotation_box.html 在您的情况下，您需要执行以下操作：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import Image

from mpl_toolkits.basemap import Basemap
from matplotlib.offsetbox import OffsetImage, AnnotationBbox

# Set up the basemap and plot the markers.
lats = np.arange(26, 29, 0.5)
lons = np.arange(-90, -87, 0.5)

m = Basemap(projection='cyl',
            llcrnrlon=min(lons) - 2, llcrnrlat=min(lats) - 2,
            urcrnrlon=max(lons) + 2, urcrnrlat=max(lats) + 2,
            resolution='i')

x,y = m(lons,lats)
u,v, = np.arange(0,51,10), np.arange(0,51,10)
barbs = m.barbs(x,y,u,v)

m.drawcoastlines()
m.drawcountries()
m.drawstates()

# Add the plane marker at the last point.
plane = np.array(Image.open('plane.jpg'))
im = OffsetImage(plane, zoom=1)
ab = AnnotationBbox(im, (x[-1],y[-1]), xycoords='data', frameon=False)

# Get the axes object from the basemap and add the AnnotationBbox artist
m._check_ax().add_artist(ab)

plt.show()

这样做的好处是，平面坐标系保持不变，并且在缩放时相对于图形大小保持相同的大小。

- Joe Kington

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我正在尝试使用matplotlib.animation包中的此方法来在每帧中动画多个图像，但是我收到了错误消息AttributeError: 'list' object has no attribute 'axes'。您推荐使用这种方法进行动画吗？ - ryanjdillon

未能按时编辑，但我想改变问题的表述：你推荐一种使用该方法来为每帧制作多个图像动画的方式吗？谢谢Joe。 - ryanjdillon

对于任何想要绘制多个图像并控制它们的 zorder 的人，可以使用方法 matplotlib.offsetbox.AnnotationBbox.set_zorder。 - 0 _

以防有人遇到同样的问题，导入_Image_时我不得不安装 pillow 这个包，然后使用from PIL import Image进行导入。 - lanadaquenada

Answer 2

使用basemap时，通常只需使用常规的pyplot样式命令，如果您先使用地图实例将坐标转换，则可以轻松实现。在这种情况下，您只需使用以下方式将范围转换为uv坐标：

x0, y0 = m(x[-1], y[-1])
x1, y1 = m(x[-1] + 0.5, y[-1] + 0.5)

然后你随后将能够执行：

im = plt.imshow(img, extent=(x0, x1, y0, y1))

我完整的解决方案如下：

import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.basemap import Basemap
import numpy as np


lats = np.arange(26, 29, 0.5)
lons = np.arange(-90, -87, 0.5)

m = Basemap(projection='cyl', llcrnrlon=min(lons)-2, llcrnrlat=min(lats)-2,
            urcrnrlon=max(lons)+2, urcrnrlat=max(lats)+2, resolution='h')

x, y = m(lons,lats)
u, v = np.arange(0, 51, 10), np.arange(0, 51, 10)
barbs = m.barbs(x, y, u, v)

m.drawcoastlines()
m.fillcontinents()

x_size, y_size = 0.8, 0.4
x0, y0 = m(x[-1] - x_size/2., y[-1] - y_size/2.)
x1, y1 = m(x[-1] + x_size/2., y[-1] + y_size/2.)
im = plt.imshow(plt.imread('mslr86.png'), extent=(x0, x1, y0, y1))

plt.show()

这会生成一个看起来像的图片。

更新：如果你想让图片保持固定大小，与缩放无关，请参考Joe的答案。

- pelson