python繪制地圖一般使用Basemap繪圖包，但該包配置相對較繁瑣，自定義性不強，這里介紹一個繪制地圖的利器Cartopy，個人認為該工具方便、快捷，附上一些自己寫的程序。

準備工作，工欲善其事，必先利其器

(1)先下載主角：Cartopy

a)下載地址：

linux平臺直接去官網下載：http://scitools.org.uk/cartopy/download.html

windows平臺下的Cartopy下載地址：

http://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/#cartopy

還需要一些必須的軟件包：Shapely、pyshp也都從上面的網址下載

官網自帶的示例網址：

http://scitools.org.uk/cartopy/docs/latest/gallery.html

b)Cartopy下載安裝完畢后，打開python，輸入以下代碼：

import matplotlib.pyplot as plt

import cartopy.crs as ccrs

plt.figure(figsize=(6, 3))

ax = plt.axes(projection=ccrs.PlateCarree(central_longitude=180))

ax.coastlines(resolution=’110m’)

ax.gridlines()

復制代碼 運行后，如果順利導入了cartopy包，不管有沒有出現地圖，都不要緊，第二步走起。

(2)再下載配角：地圖數據

下載地址：http://www.naturalearthdata.com/downloads/

里面有三種分辨率的shape地圖數據可選，方便起見，分別下載三種分辨率中的physical數據中的Coastline和Land數據，每種數據下載后都是一個壓縮包，如下載了1:10分辨率的physical中的coastline數據壓縮包：ne_10m_coastline.zip，解壓縮后有6個文件，其中“ne_10m_coastline.README”和“ne_10m_coastline.VERSION”可直接刪除，剩余4個，進行改名操作，擴展名前面的文件名，如“ne_10m_coastline”，修改為“10m_coastline”，即去掉“ne_”，4個文件分別這樣更改。再下載1:50和1:110的文件分別進行此操作。所有地圖文件下載、解壓、更名完畢后，拷貝到一個文件夾下。我的文件夾列表如下圖，把這些文件全選(注意進入文件夾目錄，全選文件，不帶文件夾)，復制粘貼到D:\Program Files\WinPython-32bit-2.7.9.3\settings\.local\share\cartopy\shapefiles\natural_earth\physical 目錄下(該目錄根據自己所裝的python而定，運行(1)中的程序后，程序會自動創建physical文件夾，具體該文件夾在哪，搜索電腦文件找找看)，我安裝的是winpython2.7.9.3，physical目錄就位于上面這個目錄中，所以我把所有shape地圖文件拷貝到了該physical目錄下。

地圖文件列表.jpg (40.09 KB, 下載次數: 3)

地圖書文件列表

2015-3-25 19:40 上傳

準備工作完成后，進入正題：

(3)繪制地圖

前面兩步雖有些繁瑣，但會一勞永逸，下面是示例程序，scale參數用于調整使用哪種分辨率的地圖，全球建議用1：110的，小區域可以用1:50的或1:10的。

a)繪制全球地圖程序：

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#使用cartopy繪制地圖

#需要從http://www.naturalearthdata.com/downloads/下載shape文件

#下載后，解壓縮，文件名統一去掉”ne_”開頭，拷貝至D:\Program Files\

#WinPython-32bit-2.7.9.3\settings\.local\share\cartopy\shapefiles\natural_earth\physical\

#路徑下面，coastline文件對應ax.coastlines命令，land文件對應land命令

#===================================================

scale=’110m’

import matplotlib.pyplot as plt

import cartopy.crs as ccrs

import cartopy.feature as cfeature

from cartopy.mpl.ticker import LongitudeFormatter, LatitudeFormatter

fig=plt.figure(figsize=(8, 10))

ax=plt.axes(projection=ccrs.PlateCarree(central_longitude=180))

ax.set_global()

#===================================================

#需要填充陸地顏色時使用

#ax.add_feature(cfeature.LAND, facecolor=’0.75′) #默認為110m，其它分辨率需用下面命令

land = cfeature.NaturalEarthFeature(‘physical’, ‘land’, scale,edgecolor=’face’,

facecolor=cfeature.COLORS[‘land’])

ax.add_feature(land, facecolor=’0.75′)

#===================================================

#改變ax.add_feature和ax.coastlines的先后使用順序可實現邊界線的顯示或完全填充覆蓋

ax.coastlines(scale)

#===================================================

#標注坐標軸

ax.set_xticks([0, 60, 120, 180, 240, 300, 360], crs=ccrs.PlateCarree())

ax.set_yticks([-90, -60, -30, 0, 30, 60, 90], crs=ccrs.PlateCarree())

#zero_direction_label用來設置經度的0度加不加E和W

lon_formatter = LongitudeFormatter(zero_direction_label=False)

lat_formatter = LatitudeFormatter()

ax.xaxis.set_major_formatter(lon_formatter)

ax.yaxis.set_major_formatter(lat_formatter)

#添加網格線

gl = ax.gridlines()

復制代碼

地圖1.png (49.05 KB, 下載次數: 5)

2015-3-25 19:54 上傳

b)繪制全球地圖(函數形式)

#===================================================

#函數形式，調用cartopy，繪制全球地圖

#===================================================

import matplotlib.pyplot as plt

import cartopy.crs as ccrs

import cartopy.feature as cfeature

from cartopy.mpl.ticker import LongitudeFormatter, LatitudeFormatter

def make_map(scale):

fig=plt.figure(figsize=(8, 10))

ax=plt.axes(projection=ccrs.PlateCarree(central_longitude=180))

ax.set_global()

land = cfeature.NaturalEarthFeature(‘physical’, ‘land’, scale,edgecolor=’face’,

facecolor=cfeature.COLORS[‘land’])

ax.add_feature(land, facecolor=’0.75′)

ax.coastlines(scale)

#標注坐標軸

ax.set_xticks([0, 60, 120, 180, 240, 300, 360], crs=ccrs.PlateCarree())

ax.set_yticks([-90, -60, -30, 0, 30, 60, 90], crs=ccrs.PlateCarree())

#zero_direction_label用來設置經度的0度加不加E和W

lon_formatter = LongitudeFormatter(zero_direction_label=False)

lat_formatter = LatitudeFormatter()

ax.xaxis.set_major_formatter(lon_formatter)

ax.yaxis.set_major_formatter(lat_formatter)

#添加網格線

#gl = ax.gridlines()

ax.grid()

return fig,ax

fig,ax=make_map(scale=’110m’)

復制代碼 此程序結果與上面一樣。

c)繪制區域地圖(函數形式)

#===================================================

#函數形式，調用cartopy，繪制區域地圖

#===================================================

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

import cartopy.crs as ccrs

import cartopy.feature as cfeature

from cartopy.mpl.ticker import LongitudeFormatter, LatitudeFormatter

def make_map(scale,box,xstep,ystep):

fig=plt.figure(figsize=(8, 10))

ax=plt.axes(projection=ccrs.PlateCarree())

#set_extent需要配置相應的crs，否則出來的地圖范圍不準確

ax.set_extent(box,crs=ccrs.PlateCarree())

land = cfeature.NaturalEarthFeature(‘physical’, ‘land’, scale,edgecolor=’face’,

facecolor=cfeature.COLORS[‘land’])

ax.add_feature(land, facecolor=’0.75′)

ax.coastlines(scale)

#===================================================

#圖像地址D:\Program Files\WinPython-32bit-2.7.9.3\python-2.7.9\Lib\site-packages\

#cartopy\data\raster\natural_earth\50-natural-earth-1-downsampled.png

#如果有其它高精度圖像文件，改名替換即可

ax.stock_img()

#===================================================

#標注坐標軸

ax.set_xticks(np.arange(box[0],box[1]+xstep,xstep), crs=ccrs.PlateCarree())

ax.set_yticks(np.arange(box[2],box[3]+ystep,ystep), crs=ccrs.PlateCarree())

#zero_direction_label用來設置經度的0度加不加E和W

lon_formatter = LongitudeFormatter(zero_direction_label=False)

lat_formatter = LatitudeFormatter()

ax.xaxis.set_major_formatter(lon_formatter)

ax.yaxis.set_major_formatter(lat_formatter)

#添加網格線

ax.grid()

return fig,ax

box=[100,150,0,50]

fig,ax=make_map(scale=’50m’,box=box,xstep=10,ystep=10)

復制代碼

地圖2.png (149.94 KB, 下載次數: 2)

2015-3-25 19:57 上傳

(4)繪制極地投影地圖

繪制該地圖需要使用最新版的cartopy-0.12版本，windows下暫無此版本，可以安裝好0.11后，刪除cartopy安裝目錄下的mpl文件夾下的全部文件，然后拷貝0.12目錄cartopy-0.12.0rc1\lib\cartopy\mpl文件夾下的全部文件進行替換，即可使用新版的功能。此程序長了點，因為Cartopy對極坐標投影沒有自動標注經緯度功能，需要自己設置，調了好久標注位置，請大家切用且珍惜哈。

import matplotlib.path as mpath

import matplotlib.pyplot as plt

import numpy as np

import matplotlib.ticker as mticker

import cartopy.crs as ccrs

import cartopy.feature as cfeature

fig=plt.figure(figsize=(6, 6))

ax=plt.axes(projection=ccrs.NorthPolarStereo())

box=[-180, 180, 55, 90]

xstep,ystep=30,15

# Limit the map to -60 degrees latitude and below.

ax.set_extent(box, crs=ccrs.PlateCarree())

scale=’50m’

land = cfeature.NaturalEarthFeature(‘physical’, ‘land’, scale,edgecolor=’face’,

facecolor=cfeature.COLORS[‘land’])

ocean = cfeature.NaturalEarthFeature(‘physical’, ‘ocean’, scale,edgecolor=’face’,

facecolor=cfeature.COLORS[‘water’])

ax.add_feature(land,facecolor=’0.75′)

ax.add_feature(ocean,facecolor=’blue’)

ax.coastlines(scale,linewidth=0.9)

#標注坐標軸

line=ax.gridlines(draw_labels=False)

line.ylocator=mticker.FixedLocator(np.arange(40,90,20))#手動設置x軸刻度

line.xlocator=mticker.FixedLocator(np.arange(-180,210,30))#手動設置x軸刻度

# Compute a circle in axes coordinates, which we can use as a boundary

# for the map. We can pan/zoom as much as we like – the boundary will be

# permanently circular.

theta = np.linspace(0, 2*np.pi, 100)

center, radius = [0.5, 0.5], 0.5

verts = np.vstack([np.sin(theta), np.cos(theta)]).T

circle = mpath.Path(verts * radius + center)

ax.set_boundary(circle, transform=ax.transAxes)

#創建要標注的labels字符串

ticks=np.arange(0,210,30)

etick=[‘0’]+[‘%d$^\circ$E’%tick for tick in ticks if (tick !=0) & (tick!=180)]+[‘180’]

wtick=[‘%d$^\circ$W’%tick for tick in ticks if (tick !=0) & (tick!=180)]

labels=etick+wtick

#創建與labels對應的經緯度標注位置

#xticks=[i for i in np.arange(0,210,30)]+[i for i in np.arange(-32,-180,-30)]

xticks=[-0.8,28,58,89.1,120,151,182.9,-36,-63,-89,-114,-140]

yticks=[53]+[53]+[54]+[55]*2+[54.5]+[54]+[50]+[49]*3+[50.6]

#標注經緯度

#ax.text(0.01,0.23,’60$^\circ$W’,transform=ax.transAxes,rotation=25)

#ax.text(-63,50,’60$^\circ$W’,transform=ccrs.Geodetic(),rotation=25)

for xtick,ytick,label in zip(xticks,yticks,labels):

ax.text(xtick,ytick,label,transform=ccrs.Geodetic())

x=[180, 180, 0, 0]

y=[50, 90, 90, 50]

ax.plot([-180,0],[80,80],’:’,transform=ccrs.Geodetic(),color=’k’,linewidth=0.4)

ax.plot([-90,90],[80,80],’:’,transform=ccrs.Geodetic(),color=’k’,linewidth=0.5)

#ax.plot([90,0],[50,50],’-.’,transform=ccrs.Geodetic(),color=’r’,linewidth=6)

ax.text(11.9333,78.9166,r’$\bigstar,transform=ccrs.Geodetic(),size=15,color=’r’)

fig.savefig(u’c:\\北極.png’,dpi=300)

復制代碼

北極地圖.png (64.49 KB, 下載次數: 3)

北極投影地圖

2015-3-25 20:24 上傳

注：如果想使用自己的地圖，比如我有一個帶我國法定邊界的地圖shape文件，名為：World.shp、World.shx、World.dbf、World.prj，重新命名為10m_coastline或10m_land文件(這里要根據該shape文件是line型還是polygon型)，替換原目錄下的shape文件，畫圖時使用scale為10m即調用到了自己的地圖，不用擔心邊界不準確了。

不知道為什么最后多出來一張圖片，麻煩版主幫忙刪了吧。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的python用cartopy包画地图_python绘制地图的利器Cartopy使用说明的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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