在Matplotlib中仅绘制大陆

Question

在Matplotlib中仅绘制大陆

pythondictionarymatplotlibmatplotlib-basemap

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我正在使用matplotlib中的basemap绘制地图。数据分布在全球各地，但我只想保留大陆上的所有数据并删除海洋中的数据。是否有一种方法可以过滤数据，或者重新绘制海洋以覆盖数据？

- ZYX

5个回答

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在matplotlib.basemap中有一个方法: is_land(xpt, ypt)

如果给定的x,y点（投影坐标）在陆地上，则返回True，否则返回False。陆地的定义基于与类实例相关联的GSHHS海岸线多边形。位于陆地区域内的湖泊上的点不被视为陆地点。

有关更多信息，请参见此处。

- Timothy

谢谢，这正是我在寻找的。但是，当我使用 is_land 时遇到了一个问题。它在这里：http://stackoverflow.com/q/13800056/1819734。 - ZYX

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我正在回答这个问题，然后有人告诉我最好把我的答案发到这里。基本上，我的解决方案提取用于绘制Basemap实例海岸线的多边形，并将这些多边形与地图轮廓结合起来，生成一个matplotlib.PathPatch，覆盖地图的海洋区域。

如果数据粗糙且不需要插值，则这尤其有用。在这种情况下，使用maskoceans会产生非常粗糙的海岸线轮廓，效果不太好。

这是我针对另一个问题发布的相同示例答案：

from matplotlib import pyplot as plt
from mpl_toolkits import basemap as bm
from matplotlib import colors
import numpy as np
import numpy.ma as ma
from matplotlib.patches import Path, PathPatch

fig, ax = plt.subplots()

lon_0 = 319
lat_0 = 72

##some fake data
lons = np.linspace(lon_0-60,lon_0+60,10)
lats = np.linspace(lat_0-15,lat_0+15,5)
lon, lat = np.meshgrid(lons,lats)
TOPO = np.sin(np.pi*lon/180)*np.exp(lat/90)

m = bm.Basemap(resolution='i',projection='laea', width=1500000, height=2900000, lat_ts=60, lat_0=lat_0, lon_0=lon_0, ax = ax)
m.drawcoastlines(linewidth=0.5)

x,y = m(lon,lat)
pcol = ax.pcolormesh(x,y,TOPO)

##getting the limits of the map:
x0,x1 = ax.get_xlim()
y0,y1 = ax.get_ylim()
map_edges = np.array([[x0,y0],[x1,y0],[x1,y1],[x0,y1]])

##getting all polygons used to draw the coastlines of the map
polys = [p.boundary for p in m.landpolygons]

##combining with map edges
polys = [map_edges]+polys[:]

##creating a PathPatch
codes = [
    [Path.MOVETO] + [Path.LINETO for p in p[1:]]
    for p in polys
]
polys_lin = [v for p in polys for v in p]
codes_lin = [c for cs in codes for c in cs]
path = Path(polys_lin, codes_lin)
patch = PathPatch(path,facecolor='white', lw=0)

##masking the data:
ax.add_patch(patch)

plt.show()

这将生成以下图表：

希望对某些人有所帮助 :)

- Thomas Kühn

在我的情况下完全相反，我想掩盖陆地并显示海洋中的数据。有什么可以改变以实现这一效果？ - gfdsal

希望你能给予协助。 - gfdsal

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HYRY的答案在新版本的matplotlib上无法使用（nxutils已被弃用）。我制作了一个新版本，可以正常工作：

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

map = Basemap(projection='cyl', resolution='c')

lons = [0., 0., 16., 76.]
lats = [0., 41., 19., 51.]

x, y = map(lons, lats)

locations = np.c_[x, y]

polygons = [Path(p.boundary) for p in map.landpolygons]

result = np.zeros(len(locations), dtype=bool) 

for polygon in polygons:

    result += np.array(polygon.contains_points(locations))

print result

- Roger Veciana

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最简单的方法是使用basemap的maskoceans。

如果对于每个纬度和经度，您都有数据并且想要使用等高线：在网格化和插值之后：

from scipy.interpolate import griddata as gd
from mpl_toolkits.basemap import Basemap, cm, maskoceans
xi, yi = np.meshgrid(xi, yi)
zi = gd((mlon, mlat),
            scores,
            (xi, yi),
            method=grid_interpolation_method)
#mask points on ocean
data = maskoceans(xi, yi, zi)
con = m.contourf(xi, yi, data, cmap=cm.GMT_red2green)
#note instead of zi we have data now.

更新（比in_land或in_polygon解决方案快得多）：

如果每个纬度和经度都没有数据，并且您只想在陆地上散布点：

x, y = m(lons, lats)
samples = len(lons)
ocean = maskoceans(lons, lats, datain=np.arange(samples),
                   resolution='i')
ocean_samples = np.ma.count_masked(ocean)
print('{0} of {1} points in ocean'.format(ocean_samples, samples))
m.scatter(x[~ocean.mask], y[~ocean.mask], marker='.', color=colors[~ocean.mask], s=1)
m.drawcountries()
m.drawcoastlines(linewidth=0.7)
plt.savefig('a.png')

- Ash

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可以查看英文原文，
原文链接

- HYRY · Accepted Answer

is_land() 会循环所有多边形来检查它是否为陆地。对于大数据量，速度非常慢。您可以使用 matplotlib 的 points_inside_poly() 快速检查点数组。以下是代码。它不会检查 lakepolygons，如果您想要移除湖泊中的点，可以自行添加。

在我的电脑上，检查100000个点需要2.7秒。如果您想要更快的速度，可以将多边形转换为位图，但这有点困难。如果下面的代码对您的数据集来说速度不够快，请告诉我。

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

def points_in_polys(points, polys):
    result = []
    for poly in polys:
        mask = nx.points_inside_poly(points, poly)
        result.extend(points[mask])
        points = points[~mask]
    return np.array(result)

points = np.random.randint(0, 90, size=(100000, 2))
m = Basemap(projection='moll',lon_0=0,resolution='c')
m.drawcoastlines()
m.fillcontinents(color='coral',lake_color='aqua')
x, y = m(points[:,0], points[:,1])
loc = np.c_[x, y]
polys = [p.boundary for p in m.landpolygons]
land_loc = points_in_polys(loc, polys)
m.plot(land_loc[:, 0], land_loc[:, 1],'ro')
plt.show()