刚接触Python的basemap库时，被它所能产生的效果震撼了。

但是在深入的学习时发现网上很难找到系统的中文教程，仅能搜到一些博客文章里讲到的某些知识点，不成体系，就难以运用自如。

在网上看了看官方文档，又找到了这一使用手册《Basemap tutorial Documentation Release 0.1

Roger Veciana i Rovira》，原作者在这里深入浅出的系统讲解了basemap的用法，有实例、有方法、有探讨、有研究，我在学习的时候受益匪浅，同时边学习边简单的翻译一下，供以后使用之便。

正所谓 始于颜值，陷于才华，忠于人品。在翻译的时候，我在保持原手册知识框架的同时，结合我学习的收获，侧重于以下三个层次：

1. 入门 始于颜值。这一章主要是基础的知识，能够从宏观上对basemap有一个直观的印象
2. 进阶 陷于才华。这一张主要是高级的用法，这些能让我们进一步领略到basemap的强大之处。
3. 高级 忠于人品。这一张主要是实用技巧，通过各种实例，展现各种技巧，让我们用起来爱不释手，游刃有余！

   开始吧。。。。（水平有限，文章粗糙，仅供参考）

1 入门

1. 安装

   详细的安装教程在官方文档里已经有所阐述，所以这本使用指南侧重于向大家展示怎样使用Basemap。

   在这些案例中，我使用的Linux系统的一些配置情况：

   ·在Ubuntu系统中，使用Synaptic安装库文件

   ·在Suse系统（一个老的Linux发行版）中，运行这些代码

   以下为译者强行插入：

   简单粗暴的安装方法（尤其对于Windows系统总是安装不成攻的时候）：

   在我经历了各种各样难以名状的坑之后，终于在moxigandashu 的文章种找到了终极解决办法（http://blog.csdn.net/moxigandashu/article/details/68945845）

   1. 确认电脑有pip
   2. 下载pypro和basemap

      通过http://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/ 下载两个文件

   basemap-1.1.0-cp36-cp36m-win_amd64.whl

   pyproj-1.9.5.1-cp36-cp36m-win_amd64.whl

   根据电脑配置和使用的Python版本下载对应的文件

   1. 打开命令提示符，进入到上面两个文件所在文件夹
   2. 安装pypro和basemap：

      pip install pyproj-1.9.5.1-cp36-cp36m-win_amd64.whl

      pip install basemap-1.1.0-cp36-cp36m-win_amd64.whl

下载用户指南

包括示例代码在内的所有文件，都可以在GitHub上找到

https://github.com/rveciana/BasemapTutorial

如果安装有GIT客户端，可以直接用下面命令下载到本地：

git clone https://github.com/rveciana/BasemapTutorial.git

1. 画第一张地图

   画一张最简单的地图（当然不是小时候每个人都画过的地图#^.^#）：

   from mpl_toolkits.base import Basemap

   import matplotlib.pyplot as plt

   map = Basemap()

   map.drawcoastlines()

   plt.show()

   plt.savefig(‘test.png’)

   1. 第一行代码引入了Basemap库和matplotlib，这两个都是必须的。
   2. 这张地图是由Basemap类创建的，这个类包含很多属性。如果使用默认值，则使用普通圆柱投影模式显示地图。
   3. 如果设置了属性，我们就能根据需要创建地图。在这个例子中，用drawcoastlines()方法画出海岸线，海岸线的数据已经默认包含在了库文件中。
   4. 最后使用mathplotlip中的方法显示和保存图片，在这个例子中，plt.show()打开一个新的窗口来显示运行结果，plt.savefig(‘file_name’)把运行结果保存为图片。

      

   改变地图的投影方式非常简单，只用在Basemap（）中加入projection参数和lat_0, lon_0参数。(关于更多的地图投影只是，可以参考百度百科https://www.baidu.com/link?url=d7mToqKOKCk3Ba60s2HtT-4pEuC4jzHhFqhytovCw2IKA6cu6GiBHuR-V7negpngoN8dKyHBNA8_8y8-GRs1tJ7Q6o2bwDLtuB9277b6L6UrIKTRv2DPJtbw87iv6NeA&wd=&eqid=8077e6880001a123000000025a600f50)

   即使使用新的地图投影方式，生成的地图还是丑的一逼，用下面的代码可以给陆地和海洋填上不同的颜色：

   From mpl_toolkits.basemp import Basemap

   Import matplotlib.pyplot as plt

   Map = Basemap(projection = ‘ortho’, lat_0 = 0, lon_0 = 0)

   # 首先给地球涂上蓝色的一层

   map.drawmapboundary(fill_color = ‘aqua’)

   # 再给大陆涂上屎黄色,给江河湖泊涂上大海一样的颜色

   map.fillcontinents(color = ‘coral’, lake_color = ‘aqua’)

   map.drawcoastlines()

   plt.show()

   Duang~Duang~Duang~见证奇迹的时刻

   

2. 管理地图投影

   所有的地图都应该设置投影模式，在创建Basemap对象时要指定投影模式以及相关属性。设置的方法和别的别的库文件有很大的不同，理解到这一点对后面使用Basemap很重要。

   投影模式

   projection参数用来设置投影模式

   from mpl_toolkits.basemap import Basemap
   import matplotlib.pyplot as plt map = Basemap(projection = 'cyl') map.drawmapboundary(fill_color = 'aqua') map.fillcontinents(color = 'coral', lake_color = 'aqua') map.drawcoastlines() plt.show() 

   创建的地图是酱紫的，和上面的球球有很大不同：

   

   projection默认的值是 cyl，是cylindrical Equidistant projection （等距圆柱投影）的缩写，也叫作等距柱状投影图（Equirectangular projection）或者方格投影（Plate carree）

   许多投影模式需要补充额外的参数

   from mpl_toolkits.basemap import Basemap
   import matplotlib.pyplot as plt

   map = Basemap(projection = ‘aeqd’, lon_0 = 10, lat_0 = 50)

   map.drawmapboundary(fill_color = ‘aqua’)
   map.fillcontinents(color = ‘coral’, lake_color = ‘aqua’)
   map.drawcoastlines()

   plt.show()

   （谁能告诉我这是什么鬼。。。。还是生我养我的地球吗？）

   

   这张图是以东经10度，北纬50度为中心（欧洲大陆上）绘制的等距投影地图，不同的投影需要不同的参数，具体参阅（https://matplotlib.org/basemap/users/mapsetup.html）

   利用epsg 设置地图投影

   ESPG是一种标准的命名投影方式的数字编码。Basemap允许使用这些标记来创建地图，但只局限于某些特定的情况下。要使用ESPG标记，需要在Basemap（）里面加上epsg参数。

   Basemap中的<python_packages_path>/mpl_toolkits/basemap/data/epsg对这种EPSG提供支持，但是有时使用这种方法还是会报错（ValueError: 23031 is not a supported EPSG code），所以不建议使用。

   Basemap对带有”utm”的projection支持不太好，但是对带有”tmere”都能很好的支持。

   下面的例子是用UTM投影显示祖国宝岛台湾省。

   from mpl_toolkits.basemap import Basemap
   import matplotlib.pyplot as plt map = Basemap(llcrnrlon = 119.3, llcrnrlat = 20.7, urcrnrlon = 124.6, urcrnrlat = 26, resolution = 'h', epsg = 3415) map.drawmapboundary(fill_color = 'aqua') map.fillcontinents(color = 'coral', lake_color = 'aqua') map.drawcoastlines() plt.show() 

   

   extension

   到目前为止，所有的例子都是在整个地球上画出地图。只绘制某一个区域的地图，可以通过设置地图边界或者地图中心来实现。官方文档说大多数情况下两种方式都通用，但是还有一些例外。

   注意：使用cyl，merc，mill，cea和gall投影时，如果没有设置边界，那么边界默认设置为-180，-90,180,90（也就是整个球体），其他投影都需要额外设置。

   通过经纬度设置边界Passing the bounding box（以祖国第二大岛为例）

   from mpl_toolkits.basemap import Basemap
   import matplotlib.pyplot as plt map = Basemap(llcrnrlon = 108.3, llcrnrlat = 18, urcrnrlon = 111.5, urcrnrlat = 20.3, resolution = 'i', projection = 'tmerc', lat_0 = 20, lon_0 = 111) map.drawmapboundary(fill_color = 'aqua') map.fillcontinents(color = 'coral', lake_color = 'aqua') map.drawcoastlines() plt.show() 

   

   左下角和右上角的经纬度作为参数传入，

   在这个例子中，使用UTM(通用墨卡托Transverse Mercator)投影。在这种情况下边界框的方法很好用，因为在UTM中计算地图的宽度非常麻烦。

   注意：使用sinu，moll，hammer，npstere，spstere，nplaea，splaea，npaeqd， spaeqd， robin， eck4， kav7，和 mbtfpq投影中，不能使用这种方法。一是因为在有些投影中，整个地球都被绘制出来，二是因为在有些投影中，无法通过地理坐标计算extension的值

   通过地图坐标设置边界

   from mpl_toolkits.basemap import Basemap
   import matplotlib.pyplot as plt map = Basemap(resolution = 'l', satellite_height = 3000000., projection = 'nsper', lat_0 = 30, lon_0 = 116, llcrnrx = 500000., llcrnry = 500000.,urcrnrx = 2700000.,urcrnry = 2700000.) 

   map.drawmapboundary(fill_color = 'aqua') map.fillcontinents(color = 'coral', lake_color = 'aqua') map.drawcoastlines() plt.show() 

   ----------------------------------------------------------------------------------
   

   

   在一些投影中（类似于卫星图像），使用地图坐标设置extension参数。projection参数必须设置（四个角的位置），然后显示球体的某一个区域。

   注意：只有在ortho，geos和nsper投影中使用这种方法

   通过中心坐标和长度、宽度

   from mpl_toolkits.basemap import Basemap
   import matplotlib.pyplot as plt map = Basemap(projection = 'aeqd', lat_0 = 0, lon_0 = 90, width = 10000000,height = 10000000.) map.drawmapboundary(fill_color = 'aqua') map.fillcontinents(color = 'coral', lake_color = 'aqua') map.drawcoastlines() for i in range(0, 10000000, 1000000): map.plot(i, i, marker = 'o', color = 'k') plt.show() 

   

   在这个例子中，投影的中心，宽度和长度作为projection的参数传入。中心点坐标好确定，就是经纬度的坐标值，但是长和宽就有点复杂了：

   长度的单位是米，（0,0）是左下角，（width,height）是右上角。所以说这里的原点不像GDAL中定义的那样。在这种投影里面，之定义区域的大小，不定义原点坐标。

   在例子中用plothan函数画了几个点来说明上面原点和投影的关系。

3. 基本函数

   在地图上画一个点

   在地图上画点通常用到plot方法：

   from mpl_toolkits.basemap import Basemap
   import matplotlib.pyplot as plt map = Basemap(projection = 'ortho', lat_0 = 0, lon_0 = 120, width = 10000000,height = 10000000.) map.drawmapboundary(fill_color = 'aqua') map.fillcontinents(color = 'coral', lake_color = 'aqua') map.drawcoastlines() # x是经度，y是纬度 x, y = map(114, 22.4) map.plot(x, y, marker = 'D', color = 'm') plt.show() 

   通过上面代码，我们在中国的南海边画了一个圈【脑补BGM~~】

   

   ·用经纬度计算地图坐标的时候

   –如果latlon关键字设置为true，x，y将被当做经纬度。但是在老版本的Basemap中不能这样使用。

   ·plot方法绘制点时需要这一点在地图上的坐标，maker和color参数如下

   –默认maker是一个点，详细属性在这里http://matplotlib.org/api/markers_api.html

   –默认color是黑色（k），详细属性在这里http://matplotlib.org/api/colors_api.html

   如果要绘制不止一个点，那就用scatter方法吧。把一系列点的坐标收在一个数组里然后把传递到plot方法里，就能够画出一系列点，还能用线段把他们连起来。

   from mpl_toolkits.basemap import Basemap
   import matplotlib.pyplot as plt map = Basemap(projection = 'ortho', lat_0 = 0, lon_0 = 120) map.drawmapboundary(fill_color = 'aqua') # map.fillcontinents(color = 'coral', lake_color = 'aqua') map.drawcoastlines()