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利用Python快速繪制海報地圖

利用Python快速繪制海報地圖

1 簡介　　

基于Python中諸如matplotlib等功能豐富、自由度極高的繪圖庫，我們可以完成各種極富藝術感的可視化作品，關于這一點我在系列文章在模仿中精進數(shù)據(jù)可視化中已經帶大家學習過很多案例了。

　　而今天我要給大家介紹的這個Python庫prettymaps非常的有趣，基于它，我們只需要簡單的代碼就可以對地球上給定坐標和范圍的任意地區(qū)進行地圖可視化😋。

2 利用prettymaps快速制作海報級地圖

　　遺憾的是，prettymaps暫時還不能通過pip或conda直接進行安裝，但可以利用pip配合git從源碼倉庫進行安裝，對于國內的用戶來說，可以使用下面的語句從github的鏡像地址快速安裝：

pip install git+https://hub.fastgit.org/marceloprates/prettymaps.git

　　安裝完成后，如果下面的語句執(zhí)行無誤，那么恭喜你已經安裝完成：

from prettymaps import *

2.1 prettymaps的幾種使用方式

　　prettymaps無需用戶自行準備數(shù)據(jù)，會根據(jù)用戶設定的坐標和范圍大小來自動從OpenStreetMap上獲取相應范圍內的矢量數(shù)據(jù)作為繪圖素材，主要有以下幾種使用方式：

2.1.1 圓形模式

　　prettymaps中最簡單的繪圖模式為圓形模式，我們只需要傳入中心點經緯度坐標，以及半徑范圍（單位：米）即可，下面的例子來自官方示例程序，我將其地點換成以上海外灘為中心向外2500米范圍：

from prettymaps import *
from matplotlib import pyplot as plt

# 創(chuàng)建圖床
fig, ax = plt.subplots(figsize = (12, 12), constrained_layout = True)

layers = plot(
    (31.23346, 121.492154), # 圓心坐標，格式：(緯度, 經度)
    radius = 2500, # 半徑
    ax = ax, # 綁定圖床
    layers = {
        'perimeter': {}, # 控制繪圖模式，{}即相當于圓形繪圖模式
        # 下面的參數(shù)用于定義從OsmStreetMap選擇獲取的矢量圖層要素，不了解的無需改動照搬即可
        'streets': {
            'custom_filter': '["highway"~"motorway|trunk|primary|secondary|tertiary|residential|service|unclassified|pedestrian|footway"]',
            'width': {
                'motorway': 5,
                'trunk': 5,
                'primary': 4.5,
                'secondary': 4,
                'tertiary': 3.5,
                'residential': 3,
                'service': 2,
                'unclassified': 2,
                'pedestrian': 2,
                'footway': 1,
            }
        },
        'building': {'tags': {'building': True, 'landuse': 'construction'}, 'union': False},
        'water': {'tags': {'natural': ['water', 'bay']}},
        'green': {'tags': {'landuse': 'grass', 'natural': ['island', 'wood'], 'leisure': 'park'}},
        'forest': {'tags': {'landuse': 'forest'}},
        'parking': {'tags': {'amenity': 'parking', 'highway': 'pedestrian', 'man_made': 'pier'}}
    },
    # 下面的參數(shù)用于定義OpenStreetMap中不同矢量圖層的樣式，嫌麻煩的直接照抄下面的官方示例即可
    drawing_kwargs = {
        'background': {'fc': '#F2F4CB', 'ec': '#dadbc1', 'hatch': 'ooo...', 'zorder': -1},
        'perimeter': {'fc': '#F2F4CB', 'ec': '#dadbc1', 'lw': 0, 'hatch': 'ooo...',  'zorder': 0},
        'green': {'fc': '#D0F1BF', 'ec': '#2F3737', 'lw': 1, 'zorder': 1},
        'forest': {'fc': '#64B96A', 'ec': '#2F3737', 'lw': 1, 'zorder': 1},
        'water': {'fc': '#a1e3ff', 'ec': '#2F3737', 'hatch': 'ooo...', 'hatch_c': '#85c9e6', 'lw': 1, 'zorder': 2},
        'parking': {'fc': '#F2F4CB', 'ec': '#2F3737', 'lw': 1, 'zorder': 3},
        'streets': {'fc': '#2F3737', 'ec': '#475657', 'alpha': 1, 'lw': 0, 'zorder': 3},
        'building': {'palette': ['#FFC857', '#E9724C', '#C5283D'], 'ec': '#2F3737', 'lw': .5, 'zorder': 4},
    },

    osm_credit = {'color': '#2F3737'}
)

# 導出圖片文件
plt.savefig('上海外灘-圓形模式.png', dpi=500)

2.1.2 圓角矩形模式

　　除了上述的圓形模式之外，prettymaps中還可以使用圓角矩形模式，同樣需要定義中心點坐標和半徑，接著為參數(shù)layers下的每個鍵值對添加鍵值對{'circle': False, 'dilate': 圓角半徑}即可，其中圓角半徑為數(shù)值型，這次我們換一個地方，以故宮為例，半徑選擇600米：

# 創(chuàng)建圖床
fig, ax = plt.subplots(figsize = (12, 12), constrained_layout = True)

dilate = 100

layers = plot(
    (39.91645697864148, 116.39077532493388), # 圓心坐標，格式：(緯度, 經度)
    radius = 600, # 半徑
    ax = ax, # 綁定圖床
    layers = {
        'perimeter': {'circle': False, 'dilate': dilate}, # 控制繪圖模式，{}即相當于圓形繪圖模式
        # 下面的參數(shù)用于定義從OsmStreetMap選擇獲取的矢量圖層要素，不了解的無需改動照搬即可
        'streets': {
            'custom_filter': '["highway"~"motorway|trunk|primary|secondary|tertiary|residential|service|unclassified|pedestrian|footway"]',
            'width': {
                'motorway': 5,
                'trunk': 5,
                'primary': 4.5,
                'secondary': 4,
                'tertiary': 3.5,
                'residential': 3,
                'service': 2,
                'unclassified': 2,
                'pedestrian': 2,
                'footway': 1,
            },
            'circle': False, 'dilate': dilate
        },
        'building': {'tags': {'building': True, 'landuse': 'construction'}, 'union': False, 'circle': False, 'dilate': dilate},
        'water': {'tags': {'natural': ['water', 'bay']}, 'circle': False, 'dilate': dilate},
        'green': {'tags': {'landuse': 'grass', 'natural': ['island', 'wood'], 'leisure': 'park'}, 'circle': False, 'dilate': dilate},
        'forest': {'tags': {'landuse': 'forest'}, 'circle': False, 'dilate': dilate},
        'parking': {'tags': {'amenity': 'parking', 'highway': 'pedestrian', 'man_made': 'pier'}, 'circle': False, 'dilate': dilate}
    },
    # 下面的參數(shù)用于定義OpenStreetMap中不同矢量圖層的樣式，嫌麻煩的直接照抄下面的官方示例即可
    drawing_kwargs = {
        'background': {'fc': '#F2F4CB', 'ec': '#dadbc1', 'hatch': 'ooo...', 'zorder': -1},
        'perimeter': {'fc': '#F2F4CB', 'ec': '#dadbc1', 'lw': 0, 'hatch': 'ooo...',  'zorder': 0},
        'green': {'fc': '#D0F1BF', 'ec': '#2F3737', 'lw': 1, 'zorder': 1},
        'forest': {'fc': '#64B96A', 'ec': '#2F3737', 'lw': 1, 'zorder': 1},
        'water': {'fc': '#a1e3ff', 'ec': '#2F3737', 'hatch': 'ooo...', 'hatch_c': '#85c9e6', 'lw': 1, 'zorder': 2},
        'parking': {'fc': '#F2F4CB', 'ec': '#2F3737', 'lw': 1, 'zorder': 3},
        'streets': {'fc': '#2F3737', 'ec': '#475657', 'alpha': 1, 'lw': 0, 'zorder': 3},
        'building': {'palette': ['#FFC857', '#E9724C', '#C5283D'], 'ec': '#2F3737', 'lw': .5, 'zorder': 4},
    },

    osm_credit = {'color': '#2F3737'}
)

# 導出圖片文件
plt.savefig('北京故宮-圓角矩形模式.png', dpi=500)

2.1.3 添加文字內容

　　有了這樣美觀大方的藝術地圖，我們還可以基于matplotlib中自定義字體的方法，在地圖上添加標注信息，仍然以上海外灘為例，我們利用外部的書法字體，在正中心繪制文字標注信息：

import matplotlib.font_manager as fm

# 創(chuàng)建圖床
fig, ax = plt.subplots(figsize = (12, 12), constrained_layout = True)

layers = plot(
    (31.23346, 121.492154), # 圓心坐標，格式：(緯度, 經度)
    radius = 2500, # 半徑
    ax = ax, # 綁定圖床
    layers = {
        'perimeter': {}, # 控制繪圖模式，{}即相當于圓形繪圖模式
        # 下面的參數(shù)用于定義從OsmStreetMap選擇獲取的矢量圖層要素，不了解的無需改動照搬即可
        'streets': {
            'custom_filter': '["highway"~"motorway|trunk|primary|secondary|tertiary|residential|service|unclassified|pedestrian|footway"]',
            'width': {
                'motorway': 5,
                'trunk': 5,
                'primary': 4.5,
                'secondary': 4,
                'tertiary': 3.5,
                'residential': 3,
                'service': 2,
                'unclassified': 2,
                'pedestrian': 2,
                'footway': 1,
            }
        },
        'building': {'tags': {'building': True, 'landuse': 'construction'}, 'union': False},
        'water': {'tags': {'natural': ['water', 'bay']}},
        'green': {'tags': {'landuse': 'grass', 'natural': ['island', 'wood'], 'leisure': 'park'}},
        'forest': {'tags': {'landuse': 'forest'}},
        'parking': {'tags': {'amenity': 'parking', 'highway': 'pedestrian', 'man_made': 'pier'}}
    },
    # 下面的參數(shù)用于定義OpenStreetMap中不同矢量圖層的樣式，嫌麻煩的直接照抄下面的官方示例即可
    drawing_kwargs = {
        'background': {'fc': '#F2F4CB', 'ec': '#dadbc1', 'hatch': 'ooo...', 'zorder': -1},
        'perimeter': {'fc': '#F2F4CB', 'ec': '#dadbc1', 'lw': 0, 'hatch': 'ooo...',  'zorder': 0},
        'green': {'fc': '#D0F1BF', 'ec': '#2F3737', 'lw': 1, 'zorder': 1},
        'forest': {'fc': '#64B96A', 'ec': '#2F3737', 'lw': 1, 'zorder': 1},
        'water': {'fc': '#a1e3ff', 'ec': '#2F3737', 'hatch': 'ooo...', 'hatch_c': '#85c9e6', 'lw': 1, 'zorder': 2},
        'parking': {'fc': '#F2F4CB', 'ec': '#2F3737', 'lw': 1, 'zorder': 3},
        'streets': {'fc': '#2F3737', 'ec': '#475657', 'alpha': 1, 'lw': 0, 'zorder': 3},
        'building': {'palette': ['#FFC857', '#E9724C', '#C5283D'], 'ec': '#2F3737', 'lw': .5, 'zorder': 4},
    },

    osm_credit = {'color': '#2F373700'}
)

# 添加文字標注
ax.text(
    0.5, 0.5,
    '外灘, 上海',
    zorder = 6,
    ha='center',
    va='center',
    fontsize=120,
    fontproperties = fm.FontProperties(fname='FZZJ-HLYHXSJW.TTF'),
    transform=ax.transAxes
)

# 導出圖片文件
plt.savefig('上海外灘-添加文字標注.png', dpi=500)