用python画星空的代码简单-【Python】手把手教你绘制星空旅游线路图
0 前言
5月是美国的毕业季，我家领导也即将毕业了，我们将在美国进行为期两周的毕业旅行。其实类似这样的航线图我以前也用PPT绘制过，给领导用于发朋友圈，虽然总体能表达出意思，但是效果不能让自己满意，见下图。
最近趁着研究python的数据可视化，顺便绘制了这张更显炫酷一些的星空主题航线图。
接下来我将介绍如何用python绘制这样一张星空航线图，以下是本文的思维导图。
1 plotly平台
plotly（https://plot.ly/）是我们本次绘图使用的平台，它是一个用于做数据分析和可视化的在线平台，在本地运行python程序后，将在该网站你的账户中找到对应的项目，获取生成的图片。这个平台的优点是免费，图的种类很齐全，使用还算方便，而且部分图表在制作过程中可以交互操作数据。缺点是说明文档不清晰，或者说没有完全开源，只是给出一些简单用法，在编程细节方面缺失了蛮多。总得来说，我认为它是非常好用的一个数据可视化工具。
1.1 注册账户
在使用前首先要注册一个账户，在你的python程序中，需要定义用户名和APIkey才能正常使用。
1.2 API-Key获取
注册完成登录后，再右上角的setting中，进入个人账户，左边点API Keys，右边点Regenerate Key，会显示你的API Key。我们是免费版用户，每个API Key，每天有100次向平台传输数据的机会，也就是我们的python程序可以run100次。
1.3 安装Plotly
首先要在你的电脑上安装它，使用下面这行代码：
然后在你的python程序最上面，导入包的时候，记得加上下面这行代码，定义你的用户名和APIKey，否则会报错：
接着，可以用一段简单的绘图程序试一下有没有安装成功：
运行后，如果没有报错，就说明安装成功了，信息栏会提示你去一个网站（网站地址其实就是刚才登录的那个地方）上访问生成的project，点进去就能看到生成的图以及相关数据。
2 数据准备
一共需要准备这些数据：美国13510城市的经纬度，旅行所到达的航站楼或是关键地点的经纬度，航班每段路线的起点与终点的经纬度。数据读取csv文件，csv格式很简单，可以用文本文档去打开，第一行是对应的项目名称，用逗号间隔，从第二行开始就是相应的每条数据，也用逗号间隔。文档名称保存成csv后缀即可。
美国13510个城市的坐标其实是为了模拟星空的感觉，密集的地区也代表了相对比较繁华。这个数据我是在CSDN上找到的，然后经过处理保存成csv格式。这个文档我们只需要每个城市的纬度与经度，即lat和lon，如下所示：
航站楼数据由于我们旅行的地点也不会很多，所以可以自行查经纬度自己做一个数据文件，如下所示：
航班线路也同理，需要起点经纬度和终点经纬度：
到这里我们就得到了这三个数据文件：
3 航线图绘制
接下来就是用python编写具体代码来绘制航线图。代码的主要逻辑如下，共分为五个部门。
3.1 导入包
导入plotly包中部分使用到的工具，导入pandas包用于数据读取，同时不要忘记设置api_key。
3.2 数据读取
路径根据三个数据文件所在位置进行设置。
3.3 单元设置
plotly绘图，其实就是你把每个你需要表达的单元单独写出来，最后在布局图纸上进行叠加，用列表来存储每个绘图单元，单元内的每个数据又是使用字典dict来存储。
13510城市点绘制，我们选择类型是地图散点图，从数据中读取绘制位置的经纬度。mode表示你要把什么内容画出来，这里设置"markers"的含义是在这个坐标上绘制一个圆。size表示大小，color用rgb数值表示颜色，opacity是透明度。
航站楼绘制，其实跟城市点绘制是同理的。我们为了美观，在每个点绘制了两个同心圆，调整了尺寸、颜色及透明度。
航线绘制，首先定义一个空列表，用于后面扩充。遍历每条数据，读取起点终点的经纬度，mode选择"lines"的含义是在这两个坐标间生成曲线。
3.4 布局设置
布局设置就是你绘制的这些单元是在怎样的一张底图上进行的，这里我们可以选择世界地图，或者是某一个区域（比如北美洲），再或者某个国家，比如接下来我们需要选择美国。然后进行相应的参数设定。
首先是标题设置以及是否显示图例，这里我们不需要图例所以选择False。geo里的内容就是我们这次的底图，项目类型是"albers usa"，表示美国地图（albers投影）。resolution是分辨率，默认选择50即可。下面为了模拟星空的感觉，我们把湖lake的颜色跟背景background的颜色设置成相同；将陆land的颜色和洲际分界线subunit的颜色设置成相同。横轴和纵轴的设置主要调整一下显示范围，另外不需要显示网格。
3.5 绘制
最后我们创建一个fig，将设置好的单元赋值给data，将设置好的布局赋值给layout，用py.iplot方法即可完成绘制。
4 美化
绘制过程结束后，才是最重要的步骤——美化。刚画好的时候，我用的是红色航线搭配绿色陆地以及白色背景，效果如下图。
4.1 颜色
首先要做的是选择颜色，让整体效果看上去像星空一些，上面的代码是已经调试好的结果，其实这个过程也是挺漫长的。我一直以来做PPT选择颜色都使用的一个方法——日本颜色辞典，截取部分如下图所示。在Reference里我有挂出网址。其实也不是太好的方法，如果有伙伴有更好的主意可以私我。
星空里星星肯定是白色的，底色用近似铁绀色的蓝（更深一点），然后陆地用近似琉璃色（更深一点），航线用近似空色。近似的意思就是rgb值在这附近微调。
4.2 文字
其实用python写代码是可以直接完成标注，但是字体实在是太丑，所以我没有这样选择。
这里的文字我是在PPT里后期添加的，使用的英文字体是ADELE（需要自己下载，reference有给出地址），ADELE字体，字体纤细饱满，很有视觉效果。
上面的地点为了突出，使用了白色填充，蓝色发光效果。
然后在最下面加上图片的标题，整个图就大功告成了。
5 总结
本文介绍了使用plotly for python绘制星空主题旅游线路图的详细过程，包括plotly平台的基本使用方法，具体绘制代码解读以及后期的美化工作。图片的效果我跟我家领导还是都挺满意的（到时候朋友圈肯定会再见），后续又制作了一张新的排版用于桌面背景。
Reference（右滑查看）
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