文章目录
1. 效果图2. 绘制基于中国地区的填色图（大地图）3. 添加南海小地图4. 读取数据并传入绘图函数5. 代码完整版1. 效果图
前序博文cnmaps填色图介绍了cnmaps在线地图库如何绘制省级边界和白化，cartopy白化介绍了如何用cartopy白化中国地区（包含南海小地图和九段线），这篇博文可以说是两者的结合，即用cnmaps+cartopy白化中国地区并添加南海小地图，是更为方便简洁的中国地区白化方法。
2. 绘制基于中国地区的填色图（大地图）
这块主要绘制的是填色的中国大地区，并白化，和前序博文cnmaps填色图的思路基本一致，即：
利用get_adm_maps获取地图边界ax.contourf绘制填色图clip_contours_by_map 对中国地区进行白化draw_maps绘制中国地图边界ax.coastlines() 绘制海岸线ax.set_extent确定大地图显示的经纬度范围设置标题、添加经纬度和colorbar
值得注意的是，如果要添加南海九段线，绘制地图的时候要用map的返回值，如果用map_oneline，则没有九段线，只有南海诸岛。而对于白化来说，一定要使用map的地图返回，不然会报错，所以，代码里地图的返回值用了两种方式。本人还没发现更好的解决这个问题的办法，如果其他同学发现了，欢迎在评论区交流。
def map_plot(fig,ax,lat,lon,data, is_mask, is_province_boundary,title):# 获取地图big_map = get_adm_maps(country='中华人民共和国', level='国') #包含南海九段线，用于地图绘制big_map_oneline = get_adm_maps(country='中华人民共和国', level='国', record='first', only_polygon=True) #用于白化#绘制填色图cf = ax.contourf(lon, lat,data, cmap=plt.cm.jet,levels=np.linspace(-12, 30, 43),transform=ccrs.PlateCarree())#设置是否白化，白化必须基于一条边界（jingjinji2）if is_mask:clip_contours_by_map(cf, big_map_oneline)#绘制地图draw_maps(big_map,linewidth=1.2, color='k') #仅绘制所有省份的一条边界#添加海岸线ax.coastlines()#设置显示区域ax.set_extent([70,140,15,55], crs=ccrs.PlateCarree())#设置标题ax.set_title(title)#添加经纬度格网gl=ax.gridlines(draw_labels=True,linestyle=":",linewidth=0.1 ,x_inline=False, y_inline=False,color='k')gl.top_labels=False #关闭上部经纬标签 gl.right_labels=False#关闭右边经纬标签 gl.rotate_labels=None#关闭兰伯特经纬标签旋转 gl.xformatter = LONGITUDE_FORMATTER #使横坐标转化为经纬度格式 gl.yformatter = LATITUDE_FORMATTER #添加coloarbarfig.colorbar(cf,ax=ax, shrink=0.9, extendfrac='auto',extendrect=True,location='bottom',fraction=0.05, pad=0.08)
3. 添加南海小地图
添加南海小地图就是图中图的概念，最关键的有以下几点：
确定南海小地图的经纬度范围，即box_nanhai生成南海小地图的ax_nanhai = fig.add_axes(pos,projection = ccrs.PlateCarree()) ，其中pos为南海小地图在fig中的位置和大小按照大地图的方法，用ax_nanhai绘制填色图并白化
这里需要注意的是，绘制南海填色图时，lat, lon, data一定要用南海小地图范围内的数据，不要用全部大地图的数据，不然会出现两个大地图在同一图中。
#----------添加南海小地图------------------def add_nanhai (ax, pos, lat, lon, data):#--------------右下角添加南海地图------------------------------------------lon1, lon2, lat1, lat2 = 103, 125, 2, 25box_nanhai=[lon1, lon2, lat1, lat2] #南海小地图的经纬度位置ax_nanhai = fig.add_axes(pos,projection = ccrs.PlateCarree()) #定义ax_nanhai# #重新选择data数据，削减掉box_nanhai以外的数据，不然会把整个大地图填色再添加到图中# lon_new = lon[]# 重复大地图的画图步骤nanhai = get_adm_maps(country='中华人民共和国', level='国') #包含南海九段线，用于地图绘制nanhai_oneline = get_adm_maps(country='中华人民共和国', level='国', record='first', only_polygon=True) #用于白化ax_nanhai.set_extent(box_nanhai, crs=ccrs.PlateCarree())cf = ax_nanhai.contourf(lon.loc[lon1:lon2], lat.loc[lat1:lat2],data.loc[lat1:lat2, lon1:lon2], cmap=plt.cm.jet,levels=np.linspace(-12, 30, 43),transform=ccrs.PlateCarree())clip_contours_by_map(cf, nanhai_oneline)draw_maps(nanhai,linewidth=0.8, color='k')ax_nanhai.coastlines()
4. 读取数据并传入绘图函数
读取数据：使用的是ERA5的2m温度日均值（nc数据），并用xarray读取并做月平均，最后得到的temp是二维数组（lat, lon），比较简单，不用介绍了。# read datadata_path = "D:/ERA5/era5_for_o3/download_daily_mean_2m_temperature__04.nc"ds = xr.open_dataset(data_path)temp = ds['t2m'].mean('time')-273.17 #求月均值，并换算为百帕lat, lon = ds['lat'], ds['lon']
定义画布并将数据传入绘图函数
将fig, ax, lat, lon, data等先后传入大地图函数map_plot和南海小地图函数add_nanhai中，大功告成啦，也可用此函数绘制多个子图。
# 定义画布proj = ccrs.PlateCarree()fig = plt.figure(figsize=(6, 6))#调入参数，画图ax1 = fig.add_subplot(1,1,1, projection=proj)map_plot(fig, ax1, lat, lon, temp, True, True, 'T2 in April ') #绘制大地图pos1 = [0.78, 0.213, 0.12, 0.12] #南海小地图位置和长宽,根据画布自己调试add_nanhai(ax1,pos1,lat,lon,temp) #添加南海小地图plt.savefig('t2.jpg')
5. 代码完整版
# %%import xarray as xrimport numpy as np import matplotlib.pyplot as pltimport matplotlib as mplimport cartopy.crs as ccrsfrom cartopy.mpl.gridliner import LONGITUDE_FORMATTER, LATITUDE_FORMATTERfrom cnmaps import get_adm_maps, draw_maps,clip_contours_by_map, draw_mapmpl.rcParams["font.size"] = 13# %%#----------------绘制大地图------------------------------def map_plot(fig,ax,lat,lon,data, is_mask, is_province_boundary,title):# 获取地图big_map = get_adm_maps(country='中华人民共和国', level='国') #包含南海九段线，用于地图绘制map_oneline = get_adm_maps(country='中华人民共和国', level='国', record='first', only_polygon=True) #用于白化#绘制填色图cf = ax.contourf(lon, lat,data, cmap=plt.cm.jet,levels=np.linspace(-12, 30, 43),transform=ccrs.PlateCarree())#设置是否白化，白化必须基于一条边界（jingjinji2）if is_mask:clip_contours_by_map(cf, big_map_oneline)#绘制地图draw_maps(big_map,linewidth=1.2, color='k') #仅绘制所有省份的一条边界#添加海岸线ax.coastlines()#设置显示区域ax.set_extent([70,140,15,55], crs=ccrs.PlateCarree())#设置标题ax.set_title(title)#添加经纬度格网gl=ax.gridlines(draw_labels=True,linestyle=":",linewidth=0.1 ,x_inline=False, y_inline=False,color='k')gl.top_labels=False #关闭上部经纬标签 gl.right_labels=False#关闭右边经纬标签 gl.rotate_labels=None#关闭兰伯特经纬标签旋转 gl.xformatter = LONGITUDE_FORMATTER #使横坐标转化为经纬度格式 gl.yformatter = LATITUDE_FORMATTER #添加coloarbarfig.colorbar(cf,ax=ax, shrink=0.9, extendfrac='auto',extendrect=True,location='bottom',fraction=0.05, pad=0.08) # %%#----------添加南海小地图------------------def add_nanhai (ax, pos, lat, lon, data):#--------------右下角添加南海地图------------------------------------------lon1, lon2, lat1, lat2 = 103, 125, 2, 25box_nanhai=[lon1, lon2, lat1, lat2] #南海小地图的经纬度位置ax_nanhai = fig.add_axes(pos,projection = ccrs.PlateCarree()) #定义ax_nanhai# #重新选择data数据，削减掉box_nanhai以外的数据，不然会把整个大地图填色再添加到图中# lon_new = lon[]# 重复大地图的画图步骤nanhai = get_adm_maps(country='中华人民共和国', level='国') #包含南海九段线，用于地图绘制nanhai_oneline = get_adm_maps(country='中华人民共和国', level='国', record='first', only_polygon=True) #用于白化ax_nanhai.set_extent(box_nanhai, crs=ccrs.PlateCarree())cf = ax_nanhai.contourf(lon.loc[lon1:lon2], lat.loc[lat1:lat2],data.loc[lat1:lat2, lon1:lon2], cmap=plt.cm.jet,levels=np.linspace(-12, 30, 43),transform=ccrs.PlateCarree())clip_contours_by_map(cf, nanhai_oneline)draw_maps(nanhai,linewidth=0.8, color='k')ax_nanhai.coastlines()# %%# read datadata_path = "D:/ERA5/era5_for_o3/download_daily_mean_2m_temperature__04.nc"ds = xr.open_dataset(data_path)temp = ds['t2m'].mean('time')-273.17 #求月均值，并换算为百帕lat, lon = ds['lat'], ds['lon']# %%# 定义画布proj = ccrs.PlateCarree()fig = plt.figure(figsize=(6, 6))#调入参数，画图ax1 = fig.add_subplot(1,1,1, projection=proj)map_plot(fig, ax1, lat, lon, temp, True, True, 'T2 in April ') #绘制大地图pos1 = [0.78, 0.213, 0.12, 0.12] #南海小地图位置和长宽,根据画布自己调试add_nanhai(ax1,pos1,lat,lon,temp) #添加南海小地图plt.savefig('t2.jpg')# %%
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