Python folium的实用功能详解

前言

本博客重点:folium的使用功能,图层控制、指北针、folium添加js和css、经纬网格线(栅格线)

在上一篇使用folium制作地图的博客中,我们介绍了folium制作一张地图和基本使用,然而在使用中我们还需要一些额外的标识提升我们图片的质量,folium提供了更清晰的方法和插件,虽然官方插件很全,但是有时我们也需要自定义我们自己的插件。

我讲一下我这个需求的来源,做的项目是一个地理空间查询和使用的系统,通过在前端调用高德地图api创建了一个查询区域,获取区域内的地理数据(数据库)。具体的需求就是,将查询区域和地理数据制作成一个覆盖率分析报告,报告中的其他内容都已完成,但报告中需要展示高德地图、查询区域、地理数据的完整图片这个功能卡了2个星期,主要原因是我对地理空间数据不熟悉,很多python相关库也不清楚,在构建图形的过程中走了很多弯路。

现在将整个实现过程梳理完成,希望对各位同道有帮助,跟其他文章和官网不同,本博客是以使用的优先级来讲解这个库。

一、​效果图

Python folium的实用功能详解_第1张图片

二、图层控制

上一篇博客讲的很基础,其实在folium官方还提供了一些更明确的方法供我们使用。就比如图层的控制。官方给方法名称是FeatureGroup,导入方式时from folium import FeatureGroup,或者folium.FeatureGroup()。具体原理我这里就不细说了,主要还是看示例:

import folium

def map2png(map_data,out_file='pdf.png'):
	# 1.直接构造,默认底图
	mo = folium.Map(location=[0, 0])
	
    # 2.图层1-高德底图+数据
    fg = folium.FeatureGroup()
    # 2.1 高德地图
    fg.add_child(folium.TileLayer(
        tiles='http://webrd02.is.autonavi.com/appmaptile?lang=zh_cn&size=1&scale=1&style=8&x={x}&y={y}&z={z}',
        attr="© 高德地图",
        min_zoom=0,
        max_zoom=19,
        control=True,
        zoom_control=False,
        show=True))
    # 2.2添加一个点
    fg.add_child(folium.Marker(
							location=[45.3311, -121.7113],
							popup="Timberline Lodge",
							icon=folium.Icon(color="green")))
  	#  2.3添加一个线形   
	fg.add_child(folium.PolyLine(
		locations=[[38.68,115.67],
					[38.85,115.48],
					[38.65,115.37],
					[38.68,115.67]],
		color='green', weight=2, opacity=1))
 	# 2.4添加一个面
	fg.add_child(folium.Polygon(
	    locations=[[38.68,115.67],
					[38.85,115.48],
					[38.65,115.37],
					[38.68,115.67]], 
		color='green', weight=2, 
		fill=True,fill_color = 'red'))
	# 2.5将我们的图层加入map
	mo.add_child(fg)
	
	# 3.图层2-重点数据+最上层
	fg2 = folium.FeatureGroup()
	fg2.add_child(folium.Polygon(
	    locations=[[38.68,115.67],
					[38.85,115.48],
					[38.65,115.37],
					[38.68,115.67]], 
		color='green', weight=2, 
		fill=True,fill_color = 'red'))
	mo.add_child(fg2)
	
	# 4.将图层fg2显示在最上层,keep_in_front的参数必须是FeatureGroup或TileLayer对象
	mo.keep_in_front(fg2)
	
	# 5.根据范围缩放地图
    mo.fit_bounds([[38.68,115.67],
					[38.85,115.48],
					[38.65,115.37],
					[38.68,115.67]])  
					
    root = mo.get_root()
    html = root.render()  # 这个拿到的就是一个html的内容
    # mo.save('text.html')

三、指北针

指北针这个功能对于地图来说不一定是必须的,但是加上总是好的。从官方和源码分析来看没有相关介绍,但是FloatImage放法可以完成这个功能。这个方法是官方文档中的插件,其实官方给了很多插件,网上使用最多的是热力图也就是HeatMap方法。

FloatImage方法实现的是将一张图片放到屏幕上,并指定图片的大小,和屏幕上的位置,参数为为整数(FloatImage方法实现了百分比转化)。我们在二代码的基础上,将图片加在了左下角。

fg.add_child(FloatImage(os.path.join(base, 'map_png', 'image', 'compass.png'), left=5, bottom=10, width=5))

四、folium添加js和css

folium官方未提供添加js和css的相关方法,网上很多方法应该都是在解读源码的基础上进行的抽取,相对来说比较的单一,没有针对如何添加js和css进行相关说明。这里可以画一个folium里各种类的继承关系,方便我们更清晰的明白整个过程。

官方链接:https://www.osgeo.cn/folium/plugins.html

Python folium的实用功能详解_第2张图片

从源代码中可以知道,folium中实现地图功能是通过jinjia2实现数据和地图加载html的。

源码中主要使用了三种添加数据和地图的方法。这些方法存在缺陷(只能加在最前面),这些方法可以使用大多数场景,如果不涉及对map对象的操作,此三种方法可以满足要求。

1.header添加js和css

    init_script = """
        var mapsPlaceholder = [];
        L.Map.addInitHook(function () {mapsPlaceholder.push(this);});
    """
    # 加在header最上边
    mo.get_root().header.add_child(folium.Element(init_script))

Python folium的实用功能详解_第3张图片

2.body添加js和css

    init_script = """
        var mapsPlaceholder = [];
        L.Map.addInitHook(function () {mapsPlaceholder.push(this);});
    """
    # 加在body中
    mo.get_root().html.add_child(folium.Element(init_script))

Python folium的实用功能详解_第4张图片

3.script添加js和css

    init_script = """
        var mapsPlaceholder = [];
        L.Map.addInitHook(function () {mapsPlaceholder.push(this);});
    """
    # 加在script中
    mo.get_root().script.add_child(folium.Element(init_script))

Python folium的实用功能详解_第5张图片

五、经纬网格线

上一步实现了在html文件不同位置添加js和css的方法,如果涉及到对map对象的操作,可能存在不满足的情况,比如添加经纬网格线。实现经纬网格线这个功能比较麻烦,主要存在以下困难:

1.官方没有相关的方法和插件(目前没有);

2.folium是依赖leadlet.js实现的第三方库,想实现经纬线需要熟悉leaflet(在网上只找到一篇相关文章);

3.上边的文章是前端完成,没有直接后端实现的方法。

4.前端实现的方法是直接构建的地图,我们这里是地图创建对象不可获取(地图对象随机生成)。

如何才能事项经纬网格线呢?

这里我们需要在map对象创建时将对象存储,在map对象创建后获取map对象并依据缩放实现网格线。这里有一个重点工作就是如何将js代码在map对象创建前后加入到html中。

其中map对象创建时将对象存储在四中已经实现,通过学习folium源码,重写了添加js的方法实现map对象创建后添加js。

Python folium的实用功能详解_第6张图片

1.html页面实现经纬度网格

Python folium的实用功能详解_第7张图片



  
    
    
    
 
    
    
 
    leaflet-经纬网格
    
  
 
  
    

2.自定义网格线的类

通过源码的类继承关系,我采取继承MacroElement类。

from branca.element import MacroElement,
from jinja2 import Template
from folium.vector_layers import path_options

class Jwwg(MacroElement):
    """自定义经纬线网格"""
    _template = Template("""
        {% macro script(this, kwargs) %}
                    var map = mapsPlaceholder.pop();
                    // 创建图层
                    let lonLatGridLineLayer = L.featureGroup().addTo(map);
                    // 经纬网格生成方法
                    let addLonLatLine = () => {
                        let zoom = map.getZoom();
                        let bounds = map.getBounds();
                        let north = bounds.getNorth();
                        let east = bounds.getEast();
                        // 经纬度间隔
                        let d = 90 / Math.pow(2, zoom - 1);
                        // 经线网格
                        for (let index = -180; index <= 360; index += d) {
                            // 判断当前视野内
                            if (bounds.contains([north, index])) {
                                // 绘制经线
                                let lonLine = L.polyline(
                                    [
                                        [-90, index],
                                        [90, index],
                                    ],
                                    {weight: 1, color: "blue"}
                                );
                                lonLatGridLineLayer.addLayer(lonLine);
                                // 标注
                                let text = index.toFixed(1) + "°";
                                // 动态计算小数位数
                                if (zoom > 10) {
                                    text = index.toFixed((zoom - 8) / 2) + "°";
                                }
                                let divIcon = L.divIcon({
                                    html: `
${text}
`, iconAnchor: [0, -5], }); let textMarker = L.marker([north, index], {icon: divIcon}); lonLatGridLineLayer.addLayer(textMarker); } } if (d > 90) d = 90; // 纬线网格 for (let index = -90; index <= 90; index += d) { if (bounds.contains([index, east])) { let lonLine = L.polyline( [ [index, -180], [index, 360], ], {weight: 1, color: "blue"} ); lonLatGridLineLayer.addLayer(lonLine); // 标注 let text = index.toFixed(1) + "°"; if (zoom > 10) { text = index.toFixed((zoom - 8) / 2) + "°"; } let divIcon = L.divIcon({ html: `
${text}
`, iconAnchor: [(text.length + 1) * 6, 0], }); let textMarker = L.marker([index, east], {icon: divIcon}); lonLatGridLineLayer.addLayer(textMarker); } } }; addLonLatLine(); map.on("zoomend move", () => { lonLatGridLineLayer.clearLayers(); addLonLatLine(); }); {% endmacro %} """) def __init__(self, **kwargs): super(Jwwg, self).__init__() self._name = 'Jwwg' self.options = path_options(line=True, **kwargs)

3.实现网格线

import folium

def map2png(map_data,out_file='pdf.png'):
	# 1.直接构造,默认底图
	mo = folium.Map(location=[0, 0])
	
    # 2.图层1-高德底图+数据
    fg = folium.FeatureGroup()
    # 2.1 高德地图
    fg.add_child(folium.TileLayer(
        tiles='http://webrd02.is.autonavi.com/appmaptile?lang=zh_cn&size=1&scale=1&style=8&x={x}&y={y}&z={z}',
        attr="© 高德地图",
        min_zoom=0,
        max_zoom=19,
        control=True,
        zoom_control=False,
        show=True))
    # 2.2添加一个点
    fg.add_child(folium.Marker(
							location=[45.3311, -121.7113],
							popup="Timberline Lodge",
							icon=folium.Icon(color="green")))
  	#  2.3添加一个线形   
	fg.add_child(folium.PolyLine(
		locations=[[38.68,115.67],
					[38.85,115.48],
					[38.65,115.37],
					[38.68,115.67]],
		color='green', weight=2, opacity=1))
 	# 2.4添加一个面
	fg.add_child(folium.Polygon(
	    locations=[[38.68,115.67],
					[38.85,115.48],
					[38.65,115.37],
					[38.68,115.67]], 
		color='green', weight=2, 
		fill=True,fill_color = 'red'))
	# 2.5将我们的图层加入map
	mo.add_child(fg)
	# 5.根据范围缩放地图
    mo.fit_bounds([[38.68,115.67],
					[38.85,115.48],
					[38.65,115.37],
					[38.68,115.67]])  
    # 网格线
    init_script = """
        var mapsPlaceholder = [];
        L.Map.addInitHook(function () {mapsPlaceholder.push(this);});
    """			
    mo.get_root().script.add_child(folium.Element(init_script))
   	Jwwg().add_to(mo)
   	
    root = mo.get_root()
    html = root.render()  # 这个拿到的就是一个html的内容
    # mo.save('text.html')

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