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使用Cartopy和Matplotlib的fill_betweenx函数可视化tif数据

作者:渣渣辉2024.01.17 21:52浏览量:12

简介:介绍如何使用Cartopy和Matplotlib的fill_betweenx函数可视化tif数据。我们将通过一个示例演示如何将tif数据转换为matplotlib的格式,并使用fill_betweenx函数绘制填充区域。

在使用Cartopy和Matplotlib的fill_betweenx函数可视化tif数据之前,我们需要先安装必要的库。可以使用以下命令安装:

  1. pip install cartopy matplotlib numpy gdal

接下来,我们将通过一个示例演示如何将tif数据转换为matplotlib的格式,并使用fill_betweenx函数绘制填充区域。
首先,我们需要导入所需的库:

  1. import numpy as np
  2. import matplotlib.pyplot as plt
  3. import matplotlib.cm as cm
  4. from cartopy.crs import PlateCarree
  5. from matplotlib.patches import Polygon
  6. from matplotlib.collections import PatchCollection
  7. from osgeo import gdal

接下来,我们将加载tif数据并将其转换为matplotlib的格式。这里我们假设tif数据是一个包含经纬度和海拔信息的文件:

  1. # 加载tif数据
  2. dataset = gdal.Open('elevation.tif')
  3. elevation = dataset.ReadAsArray()
  4. # 将经纬度转换为matplotlib的坐标系
  5. longitude = np.degrees(np.arange(-180, 180, 1))
  6. latitude = np.degrees(np.arange(-90, 90, 1))
  7. longitude, latitude = np.meshgrid(longitude, latitude)

现在我们已经准备好了数据,接下来我们将使用fill_betweenx函数绘制填充区域。这个函数将在给定的x坐标上绘制填充区域,填充区域的高度由y坐标确定。在本例中,我们将使用海拔数据作为y坐标:
```python

将matplotlib的坐标转换为地理坐标系(经度,纬度)

fig, ax = plt.subplots(1, 1, subplot_kw={‘projection’: PlateCarree()})
ax.set_global() # 全图显示范围覆盖全球
ax.set_xlim(longitude[0], longitude[-1]) # 设置x轴范围为经度范围
ax.set_ylim(latitude[0], latitude[-1]) # 设置y轴范围为纬度范围
ax.set_aspect(‘auto’) # 设置坐标轴比例,使经纬网格显示正常
ax.coastlines() # 绘制海岸线
ax.gridlines(draw_labels=True) # 绘制网格线并显示经纬度标签

使用fill_betweenx函数绘制填充区域,高度由海拔数据决定

mask = elevation > 0 # 创建一个mask,表示海拔大于0的区域为有效区域,其余为无效区域(NaN)
min_elevation = np.nanmin(elevation[mask]) # 计算有效区域的最小海拔值
max_elevation = np.nanmax(elevation[mask]) # 计算有效区域的最大海拔值
cmap = cm.get_cmap(‘viridis’) # 选择一个颜色映射方案,这里使用viridis方案,可以根据需要选择其他方案
norm = plt.Normalize(vmin=min_elevation, vmax=max_elevation) # 创建一个归一化对象,将海拔数据归一化到颜色映射的取值范围
X = longitude[mask] # 取经度值作为x坐标,只取有效区域的经度值
Y = elevation[mask] - min_elevation # 取海拔值作为y坐标,减去最小海拔值,使所有区域的海拔值都在0-1之间,便于颜色映射处理
patches = [] # 创建一个空列表用于存储多边形对象(Polygon)的集合,每个多边形对象表示一个填充区域
for i in range(X.shape[0]):
poly = Polygon(np.column_stack((X[i], Y[i])), closed=True) # 根据经度和海拔值创建一个多边形对象(Polygon)表示一个填充区域,closed=True表示闭合的多边形(即首尾相连)
patches.append(poly) # 将多边形对象添加到patches列表中
p = PatchCollection(patches, cmap=cmap, norm=norm) # 创建一个PatchCollection对象,将patches列表中的多边形对象组合起来,并设置颜色映射和归一化对象
ax.add_collection(p) # 将PatchCollection对象添加到坐标轴中,完成填充区域的绘制
plt.show() # 显示图形

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