【地理信息可视化】basemap（cartopy）+geopandas显示地图-01

import warnings
warnings.filterwarnings('ignore')

import os

import numpy as np
from scipy.stats import norm
import pandas as pd

import seaborn as sns
import matplotlib.pyplot as plt
get_ipython().run_line_magic('matplotlib', 'inline')

plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
import cartopy.crs as ccrs
import geopandas as gpd
import cartopy.io.shapereader as shpreader
from shapely.geometry import Polygon
from matplotlib.patches import Polygon as mpl_polygon
import cartopy.feature as cfeature

地理边界

国边界

country_CN = gpd.read_file('ChinaAdminDivisonSHP/1. Country/country.shp', encoding='utf-8')  # 用高德最新API
# country_CN = country_CN.to_crs("epsg:3857")  # 墨卡托
country_CN.head()

	cn_adcode	cn_name	geometry
0	100000	中华人民共和国	MULTIPOLYGON (((112.06067 3.86216, 112.06139 3...

省边界

province_CN = gpd.read_file('ChinaAdminDivisonSHP/2. Province/province.shp', encoding='utf-8')
# province_CN = province_CN.to_crs("epsg:3857")  # 墨卡托
province_CN.head()

	pr_adcode	pr_name	cn_adcode	cn_name	geometry
0	110000	北京市	100000	中华人民共和国	POLYGON ((116.77565 40.02168, 116.77456 40.019...
1	120000	天津市	100000	中华人民共和国	POLYGON ((117.84713 39.40774, 117.84725 39.407...
2	130000	河北省	100000	中华人民共和国	MULTIPOLYGON (((118.27675 38.98087, 118.27262 ...
3	140000	山西省	100000	中华人民共和国	POLYGON ((110.61098 34.60730, 110.59450 34.603...
4	150000	内蒙古自治区	100000	中华人民共和国	POLYGON ((124.52522 48.14594, 124.52310 48.145...

市边界

city_CN = gpd.read_file('ChinaAdminDivisonSHP/3. City/city.shp', encoding='utf-8')
# city_CN = city_CN.to_crs("epsg:3857")  # 墨卡托
city_CN.head()

	ct_adcode	ct_name	pr_adcode	pr_name	cn_adcode	cn_name	geometry
0	110100	北京城区	110000	北京市	100000	中华人民共和国	POLYGON ((115.88575 40.21880, 115.88619 40.219...
1	120100	天津城区	120000	天津市	100000	中华人民共和国	POLYGON ((117.84713 39.40774, 117.84725 39.407...
2	130100	石家庄市	130000	河北省	100000	中华人民共和国	POLYGON ((113.83957 38.75839, 113.84087 38.757...
3	130200	唐山市	130000	河北省	100000	中华人民共和国	MULTIPOLYGON (((118.27675 38.98087, 118.27262 ...
4	130300	秦皇岛市	130000	河北省	100000	中华人民共和国	MULTIPOLYGON (((119.43834 39.78659, 119.43843 ...

区线边界

district_CN = gpd.read_file('ChinaAdminDivisonSHP/4. District/district.shp', encoding='utf-8')  # 用高德最新的保险一下，前面的有误
district_CN = district_CN.to_crs("epsg:3857") # 墨卡托
district_CN.head()

	dt_adcode	dt_name	ct_adcode	ct_name	pr_adcode	pr_name	cn_adcode	cn_name	geometry
0	110101	东城区	110100	北京城区	110000	北京市	100000	中华人民共和国	POLYGON ((12956215.380 4860265.340, 12956417.5...
1	110102	西城区	110100	北京城区	110000	北京市	100000	中华人民共和国	POLYGON ((12956810.382 4861461.271, 12956736.8...
2	110105	朝阳区	110100	北京城区	110000	北京市	100000	中华人民共和国	MULTIPOLYGON (((12962478.548 4847709.502, 1296...
3	110106	丰台区	110100	北京城区	110000	北京市	100000	中华人民共和国	POLYGON ((12960395.761 4841543.850, 12960396.7...
4	110107	石景山区	110100	北京城区	110000	北京市	100000	中华人民共和国	POLYGON ((12929933.961 4864988.608, 12930138.2...

district_CN.tail()

	dt_adcode	dt_name	ct_adcode	ct_name	pr_adcode	pr_name	cn_adcode	cn_name	geometry
2871	820004	大堂区	820000	澳门特别行政区	820000	澳门特别行政区	100000	中华人民共和国	POLYGON ((12639324.746 2530934.847, 12638911.4...
2872	820005	风顺堂区	820000	澳门特别行政区	820000	澳门特别行政区	100000	中华人民共和国	POLYGON ((12638470.703 2533062.510, 12638492.2...
2873	820006	嘉模堂区	820000	澳门特别行政区	820000	澳门特别行政区	100000	中华人民共和国	POLYGON ((12640225.654 2529452.013, 12639731.3...
2874	820007	路凼填海区	820000	澳门特别行政区	820000	澳门特别行政区	100000	中华人民共和国	POLYGON ((12640764.107 2526565.564, 12640801.1...
2875	820008	圣方济各堂区	820000	澳门特别行政区	820000	澳门特别行政区	100000	中华人民共和国	POLYGON ((12640823.329 2524414.206, 12640705.4...

九段线

nine_dotted_line = gpd.read_file('ChinaAdminDivisonSHP/5. NineDot/china_nine_dotted_line.shp', encoding='utf-8')
# nine_dotted_line = nine_dotted_line.to_crs("epsg:3857") # 墨卡托
nine_dotted_line.head()

	ACC	BOUND_L_	BOUND_L_ID	BST	FNODE_	F_CODE	GEO_CODE	LENGTH	LPOLY_	RPOLY_	TNODE_	USE	geometry
0	0	9800	9824	0	0	FA000	61010	1.194710	0	0	0	23	LINESTRING (109.30151 16.19954, 109.30843 16.1...
1	0	9801	9825	0	0	FA000	61010	1.042980	0	0	0	23	LINESTRING (110.32325 12.24050, 110.32273 12.2...
2	0	9802	9826	0	0	FA000	61010	1.075450	0	0	0	23	LINESTRING (108.30202 6.01089, 108.29263 6.036...
3	0	9803	9827	0	0	FA000	61010	0.959055	0	0	0	23	LINESTRING (122.50662 23.46772, 122.64263 24.0...
4	0	9804	9828	0	0	FA000	61010	1.141370	0	0	0	23	LINESTRING (121.91169 21.69752, 121.90547 21.6...

省中心

df_pcenter = pd.read_csv('ChinaAdminDivisonSHP/省市中心坐标位置LBC各省市中心.csv', encoding='gbk')
df_pcenter.head()

	所在省	城市名	纬度	经度	Unnamed: 4
0	安徽省	合肥	31.52	117.17	NaN
1	安徽省	安庆	30.31	117.02	NaN
2	安徽省	蚌埠	32.56	117.21	NaN
3	安徽省	亳州	33.52	115.47	NaN
4	安徽省	巢湖	31.36	117.52	NaN

世界地图

fig = plt.figure(figsize=(10, 6))
ax = plt.axes(projection=ccrs.PlateCarree())
ax.coastlines()
plt.show()

中国地图

nine_dotted_line['geometry'].tolist()
[,
 ,
 ,
 ,
 ,
 ,
 ,
 ,
 ,
 ]
# 创建地图投影
crs = ccrs.LambertConformal(central_longitude=105, central_latitude=35, standard_parallels=(30, 60))
# 创建子图
fig, ax = plt.subplots(figsize=(16, 9), subplot_kw={'projection': crs})
# 绘制边界
ax.add_geometries(country_CN['geometry'], crs=ccrs.PlateCarree(), edgecolor='black', facecolor='none')
# 绘制九段线
for line in nine_dotted_line['geometry'].tolist():
    ax.add_geometries(line, crs=ccrs.PlateCarree(), edgecolor='black', facecolor='none')
# 设置地图范围
ax.set_extent([73, 135, 2.5, 53], crs=ccrs.PlateCarree())
# 显示图像
plt.show()

西安地图

city_CN.head()

	ct_adcode	ct_name	pr_adcode	pr_name	cn_adcode	cn_name	geometry
0	110100	北京城区	110000	北京市	100000	中华人民共和国	POLYGON ((115.88575 40.21880, 115.88619 40.219...
1	120100	天津城区	120000	天津市	100000	中华人民共和国	POLYGON ((117.84713 39.40774, 117.84725 39.407...
2	130100	石家庄市	130000	河北省	100000	中华人民共和国	POLYGON ((113.83957 38.75839, 113.84087 38.757...
3	130200	唐山市	130000	河北省	100000	中华人民共和国	MULTIPOLYGON (((118.27675 38.98087, 118.27262 ...
4	130300	秦皇岛市	130000	河北省	100000	中华人民共和国	MULTIPOLYGON (((119.43834 39.78659, 119.43843 ...

xiann = city_CN[city_CN['ct_name']=='西安市']
xiann

	ct_adcode	ct_name	pr_adcode	pr_name	cn_adcode	cn_name	geometry
307	610100	西安市	610000	陕西省	100000	中华人民共和国	MULTIPOLYGON (((109.16775 33.80217, 109.16661 ...

# 获取几何形状的边界坐标  
bounds = xiann['geometry'].bounds  
bounds

	minx	miny	maxx	maxy
307	107.663753	33.693877	109.822432	34.743103

# 创建地图投影
crs = ccrs.LambertConformal(central_longitude=107.94, central_latitude=33.94, standard_parallels=(34, 60))
# 创建子图
fig, ax = plt.subplots(figsize=(8, 8), subplot_kw={'projection': crs})
ax.add_geometries(xiann['geometry'], crs=ccrs.PlateCarree(), edgecolor='black', facecolor='none')
# 设置地图范围
ax.set_extent([bounds['minx'], bounds['maxx'], bounds['miny'], bounds['maxy']], crs=ccrs.PlateCarree())
# 显示图像，为毛就不能大一点地图？
plt.show()

标记点

center = df_pcenter[df_pcenter['城市名']=='西安']
lon = float(center['经度'].values[0])
lat = float(center['纬度'].values[0])
# 创建地图投影
crs = ccrs.LambertConformal(central_longitude=107.94, central_latitude=33.94, standard_parallels=(34, 60))
# 创建子图
fig, ax = plt.subplots(figsize=(8, 8), subplot_kw={'projection': crs})
ax.add_geometries(xiann['geometry'], crs=ccrs.PlateCarree(), edgecolor='black', facecolor='none')
# 在地图上绘制红色地点标记
ax.scatter(lon, lat, color='red', s=50, transform=ccrs.PlateCarree())
# 设置地图范围
ax.set_extent([bounds['minx'], bounds['maxx'], bounds['miny'], bounds['maxy']], crs=ccrs.PlateCarree())
# 显示图像，为毛就不能大一点地图？
plt.show()