educoder 5-3Python 计算思维训练——地图模拟

任务描述

本关任务：利用 Python 实现动画观察近 30 天 4.5 级以上地震发生情况。

相关知识

为了完成本关任务，你需要掌握：1.如何用 Python 从网络获取所需数据；2.如何用 Python 绘制地图

从网络获取数据
URL 处理模块（库）

在这里插入代码片

import urllib.request as req
创建一个表示远程 url 的类文件对象

urllib.urlopen("        ")
如同本地文件一样读取内容

print data的输出结果：

摘取动画所需数据

数据分析

整体数据可以通过换行符\n断行；
第一行是标题；
每行数据以,间隔，分别处于 0, 1, 2, 3，4 位置的是 time latitude longitude depth magnitude；
最后还有一个空行。
切分并赋值

分析后决定各存储的数据类型、大小；
变量初始化；
切分数据、赋值(数据类型隐式转换)。
逆序处理

数组切片 [: : -1] 。

绘制地图

地图绘制库 Basemap

Plotting data on a map (Example Gallery) 

载入地图绘制库

from mpl_toolkits.basemap import Basemap

构建地图

map = Basemap(projection=‘robin')

设置地图参数

示例：绘制首都北京

查找北京的纬度 （116.39, 39.91） ；

将经纬度转换为图像中的位置；

在相应位置绘制首都符号和汉字“北京”。

示例代码：

# 构建地图：
map = Basemap(projection='robin', lon_0=0, resolution='c')
# 北京的纬度和经度
latitudeBeijing  = 39.91
longitudeBeijing = 116.39
# 将经纬度转换为图像中的位置（注意参数分别是经度、纬度）
x, y = map(longitudeBeijing, latitudeBeijing)
# 绘制圈中点的首都符号：
map.scatter(x, y, s = 10, marker='o', color='r') # 实心红点
map.scatter(x, y, s = 60, marker='o', color='None’, edgecolor='r') # 空心红圈
# 标记汉字“北京”字样
plt.text(x, y, u'北京', color = 'b', fontsize=10)
过滤掉视图中不可见内容
判断绘制点是否落在地图的可见区域：

# 判断该点是否落在正面可以看到的经度范围（-90，90）
if -90<=longitude<=90:
    x, y = map(longitude, latitude)
    # 绘制圈中点的首都符号，并显示首都名称：
    map.scatter( … )
    map.scatter( … ) 
    plt.text(x+350000, y+150000, … )

编程要求
根据提示，在右侧编辑器补充代码，绘制世界地图并用从地震网获取的数据在地图上标出近一个月发生 4.5 级以上地震的地点。
地震数据汇总的网址链接如下：http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/feed/v1.0/csv.php

# 请编写代码实现地震地图的绘制
import urllib.request as req
import numpy as np
import warnings
warnings.filterwarnings("ignore")
import matplotlib
matplotlib.use('Agg')
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.basemap import Basemap

#  请在此添加实现代码  #
# ********** Begin *********#
# 从网络获取数据：
# 地震数据汇总地址：http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/feed/v1.0/csv.php
feed="http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/feed/v1.0/summary/"
# 过去30天强度大于4.5的地震数据文件：
#url指网址
url = feed + "4.5_month.csv"
wfp = req.urlopen(url)
data = wfp.read()
# 地震数据处理及切分：
data = data.decode("utf-8").split('\n')[1:-1]
N = len(data)
latitude=np.zeros(N)                         #纬度
longitude=np.zeros(N)                        #经度
magnitude=np.zeros(N)                        #地震强度
times=['']*N                         #发生时间

for i in range(N):
    row = data[i].split(',')
    latitude[i], longitude[i], depth, magnitude[i] = row[1:5]
    times[i] = row[0][:10]+' ' + row[0][11:19]
# 数据从从近到远的，需要逆序重排
latitude = latitude[::-1]
longitude = longitude[::-1]
times = times[::-1]



# 构建地图：
map = Basemap(projection='robin', lon_0=0, resolution='c') 
                                      #设定了投影方法，球形的地球表面投影到平面地图
# 绘制地图（元素）：
map.drawcoastlines(linewidth=0.25)  #绘制海岸线
map.drawcountries(linewidth=0.25)    #绘制国界线
map.drawmapboundary(fill_color=(0.8, 0.95, 1.0))  #画出地图边界，并填充背景（海洋）

map.fillcontinents(color=(1,0.9,0.7),
    lake_color=(0.8, 0.95, 1.0),zorder=0)    #填充大陆
for i in range(N):
                                                
    # 绘制圈中点的首都符号：
    x, y = map(longitude[i], latitude[i])  # 将经纬度转换为图像中的位置
    map.scatter(x, y, s = 40, marker='o', color='r')  # 实心红点                                        # 实心红点



# ********** End **********#
plt.savefig('./practice/practice.png')