使用Cartopy和Matplotlib的fill_betweenx函数可视化tif数据
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:
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:
import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltimport matplotlib.cm as cmfrom cartopy.crs import PlateCarreefrom matplotlib.patches import Polygonfrom matplotlib.collections import PatchCollectionfrom 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:
# 加载tif数据dataset = gdal.Open('elevation.tif')elevation = dataset.ReadAsArray()# 将经纬度转换为matplotlib的坐标系longitude = np.degrees(np.arange(-180, 180, 1))latitude = np.degrees(np.arange(-90, 90, 1))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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