基于Python实现绘制属于你的世界地图

Python之所以这么流行，是因为它不仅能够应用于科技领域，还能用来做许多其他学科的研究工具，绘制地图便是其功能之一。

今天我们用matplot工具包之一的 mpl_toolkits 来绘制世界地图，这是一个简单的可视化工具，如果希望绘制更加复杂的地图，可以考虑使用Google Maps API，不过这不在我们今天的讨论范围之内。

1.准备

开始之前，你要确保Python和pip已经成功安装在电脑上,如果没有，可以访问这篇文章：超详细Python安装指南 进行安装。

(可选1) 如果你用Python的目的是数据分析，可以直接安装Anaconda，它内置了Python和pip.

(可选2) 此外，推荐大家用VSCode编辑器，它有许多的优点

请选择以下任一种方式输入命令安装依赖：

1. Windows 环境 打开 Cmd (开始-运行-CMD)。

2. MacOS 环境 打开 Terminal (command+空格输入Terminal)。

3. 如果你用的是 VSCode编辑器 或 Pycharm，可以直接使用界面下方的Terminal.

pip install numpy
pip install matplotlib

为了使用 mpl_toolkits, 单纯安装matplotlib是不够的，我们还需要单独安装一下basemap，如果你已经安装了Anaconda，那这一步就非常好办，输入以下命令安装即可：

conda install basemap

如果没有的话，就稍微麻烦一点：

1.安装geos: pip install geos2.根据你的Python版本下载basemap

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

注意cp后面的数字是Python的版本。（在页面上按ctrl+F，输入basemap快速定位）

3.在 cmd 下进入该文件的目录，运行

pip install basemap‑1.2.1‑cp37‑cp37m‑win_amd64.whl

2.简单地图

让我们开始绘制一个地球，中心指向中国：

# 导入需要的包
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.basemap import Basemap

# 初始化图形
plt.figure(figsize=(8, 8))
# 底图：圆形, lat_0：纬度；lon_o: 经度, (113,29)是武汉
m = Basemap(projection='ortho', resolution=None, lat_0=29, lon_0=113)
# 底色
m.bluemarble(scale=0.5)
# 显示
plt.show()

这里的重点在于Basemap，指定好你想要放置的中心。

效果还不错哦，不仅如此，它其实不单单只是一张图像，它还是一个功能齐全的matplot画布。这也就意味着，你能够在上面画线！让我们放大地图，进入中国区域，然后标记出深圳的位置：

# 导入需要的包
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.basemap import Basemap

# 以下三行是为了让matplot能显示中文
from pylab import mpl
mpl.rcParams['font.sans-serif'] = ['FangSong']
mpl.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

fig = plt.figure(figsize=(8, 8))
# 注意几个新增的参数, width和height是用来控制放大尺度的
# 分别代表投影的宽度和高度(8E6代表 8x10^6米)
m = Basemap(projection='lcc', resolution=None,
           width=8E6, height=8E6,
           lat_0=23, lon_0=113,)
m.bluemarble(scale=0.5)

# 这里的经纬度是：(经度, 纬度)
x, y = m(113, 23)
plt.plot(x, y, 'ok', markersize=5)
plt.text(x, y, '深圳', fontsize=12, color="red")
plt.show()

不要用蓝底图了，看得不是很清晰，我们换成浮雕型：

可以很明显地看到山区、丘陵等地理样貌。你还可以根据你的需要，针对某几个城市做连线或者绘制某些经纬度之间的区域。别忘了，这可是matplotlib可编辑的画布。

3.世界地图

接下来，我们将上述的世界地图展开成带经纬线的平面图形。

# 导入需要的包
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.basemap import Basemap
from itertools import chain

def draw_map(m, scale=0.2):
   # 绘制带阴影的浮雕图像
   m.shadedrelief(scale=scale)

# 根据经纬度切割，每13度一条线
   lats = m.drawparallels(np.linspace(-90, 90, 13))
   lons = m.drawmeridians(np.linspace(-180, 180, 13))

# 集合所有线条
   lat_lines = chain(*(tup[1][0] for tup in lats.items()))
   lon_lines = chain(*(tup[1][0] for tup in lons.items()))
   all_lines = chain(lat_lines, lon_lines)

# 循环画线
   for line in all_lines:
       line.set(linestyle='-', alpha=0.3, color='w')

fig = plt.figure(figsize=(8, 6), edgecolor='w')
m = Basemap(projection='cyl', resolution=None,
           llcrnrlat=-90, urcrnrlat=90,
           llcrnrlon=-180, urcrnrlon=180,)

draw_map(m)
plt.show()

嗯，有点那个味了哈。甚至可以自己去打印出来给小孩子学习地理知识了。

但是如果他想学习地理，整个世界的范围好像有点大？我们先让他学习世界著名景点的位置吧？

# 导入需要的包
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.basemap import Basemap
from itertools import chain

# 以下三行是为了让matplot能显示中文
from pylab import mpl
mpl.rcParams['font.sans-serif'] = ['FangSong']
mpl.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

def draw_point(m, x, y, name):
   # 这里的经纬度是：(经度, 纬度)
   x, y = m(x, y)
   plt.plot(x, y, 'ok', markersize=5)
   plt.text(x, y, name, fontsize=12, color="red")

def draw_map(m, scale=0.2):
   # 绘制带阴影的浮雕图像
   m.shadedrelief(scale=scale)

# 根据经纬度切割，每13度一条线
   lats = m.drawparallels(np.linspace(-90, 90, 13))
   lons = m.drawmeridians(np.linspace(-180, 180, 13))

# 集合所有线条
   lat_lines = chain(*(tup[1][0] for tup in lats.items()))
   lon_lines = chain(*(tup[1][0] for tup in lons.items()))
   all_lines = chain(lat_lines, lon_lines)

# 循环画线
   for line in all_lines:
       line.set(linestyle='-', alpha=0.3, color='w')

fig = plt.figure(figsize=(8, 6), edgecolor='w')
m = Basemap(projection='cyl', resolution=None,
           llcrnrlat=-90, urcrnrlat=90,
           llcrnrlon=-180, urcrnrlon=180,)
locations = {
   '泰姬陵': (17, 78),
   '吉萨金字塔群': (29, 31),
   '英国的巨石阵': (51, 1),
   '巴黎圣母院': (48, 2),
   '卢浮宫': (48, 2),
   '红场和克里姆林': (55, 37),
   # ...
}
draw_map(m)
for loc in locations:
   print(locations[loc])
   draw_point(m, locations[loc][1], locations[loc][0], loc)
plt.show()

放大查看：

这样，只需要往locations里类似地加入某个地点的经纬度，就能在地图上展示出来了，你还能自定义地画两个地点之间的连线，或者是重点放大某个区域。总而言之，你想干的，基本上基于Matplotlib都可以做得到。

来源：https://mp.weixin.qq.com/s/EZKSgAZZMOUluzHuzOYBWQ