cartopy地图之圆柱投影

简介

cartopy是英国气象局开发的一款用于地理空间数据处理的python库，支持创建并发布高质量地图，随着basemap的停止维护，cartopy已成Python中地理绘图的首选模块，示例如下

import cartopy.crs as ccrs
import matplotlib.pyplot as plt
ax = plt.axes(projection=ccrs.PlateCarree())
ax.coastlines()
plt.show()

圆柱投影

PlateCarree是可利投影，圆柱投影的原理是将地物投影到圆柱面上再展开，cartopy中支持的圆柱投影如下表所示

圆柱投影	类型	参数	备注
PlateCarree		$L_c,g$	将地物投影到圆柱面上再展开，常用来绘制世界地图
Lambert Cylindrical	兰伯特等积投影	$L_c$	也是绘制世界地图的一种常用方案
Miller	米勒投影	$L_c$
Mercator	墨卡托投影	较多	正轴等角割圆柱投影。经纬线为相互垂直的平行直线，图上无角度变形，但面积变形较大。该投影常用于制作航海图或赤道附近区域的地图。
Transverse Mercator	横轴墨卡托投影	较多	对标准墨卡托投影的一种变换。
UTM	UTM投影		制图中最常用的一种投影方法之一。

参数说明：

• $L_c$ central_longitude：中央经线，默认为 0
• $g$ globe：椭球定义，默认为 WGS84。
• min_latitude：显示的最小纬线（最南端）
• max_latitude：显示的最大纬线（最北端）
• latitude_true_scale：长度不变形的纬线
• central_latitude：中央纬线
• false_easting：X 轴坐标（东方向）的偏移量，以米为单位；
• false_northing：Y 轴坐标（北方向）的偏移量，以米为单位；
• scale_factor：中央经线处的长度变形因子
• zone：所绘地区的 6° 经度区间带号
• southern_hemisphere：投影带是否在南半球
• globe：椭球定义，默认为 WGS84

Mercator(central_longitude=0.0, min_latitude=-80.0, max_latitude=84.0,
    latitude_true_scale=0.0, globe=None)
TransverseMercator(central_longitude=0.0, central_latitude=0.0,
    false_easting=0.0, false_northing=0.0, scale_factor=1.0, globe=None)
UTM(zone, southern_hemisphere=False, globe=None)

绘图

下面使用默认参数，对这六种圆柱投影进行绘制

projDct = {
    "Plate Carree": ccrs.PlateCarree(),
    "Lambert Cylindrical": ccrs.LambertCylindrical(),
    "Miller": ccrs.Miller(),
    "Mercator": ccrs.Mercator(),
    "TM" : ccrs.TransverseMercator(),
    "UTM" : ccrs.UTM(1)
}

fig = plt.figure()
for i,key in enumerate(projDct,1):
    try:
        ax = fig.add_subplot(2,3,i,projection=projDct[key])
        ax.coastlines()
        plt.title(key)
    except:
        continue

plt.show()

如图所示