Python绘制global mapping

总结很好的资料，可参考：
1.matlab绘制世界地图
使用工具：worldmap和geoshow和m_map

2.Python绘制地图PyGMT（Generic Mapping Tools (GMT)）：https://www.pygmt.org/latest/
PyGMT教程：https://www.pygmt.org/latest/tutorials/index.html

GMT简介：
GMT全称是Generic Mapping Tools，是一个开源的地理绘图和笛卡尔数据集处理（包括滤波，趋势拟合，网格化，投影等）软件。
GMT为以下几种语言提供了API，方便它们直接调用GMT绘制图：MATLAB；Python； Fortran；Julia
GMT安装与教程：https://github.com/zhongpenggeo/GMT_demo

pygmt安装步骤（win10）：
（1）创建一个新的环境：conda create -n name python=3.9;
（2）激活该环境：activate name
（3）安装pygmt：conda create --name pygmt --channel conda-forge pygmt

（4）测试import pygmt

import pygmt
fig = pygmt.Figure()
fig.plot(
    region=[0, 10, 0, 10],
    projection="X15c/10c",
    frame="a",
    x=[1, 8],
    y=[5, 9],
    pen="1p,black",
)
fig.show()
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报错：AttributeError: partially initialized module 'pygmt' has no attribute 'Figure' (most likely due to a circular import)
报错原因：文件命名与包名相同，需要更改文件名。

运行结果：

绘制global mapping：

import pygmt
fig = pygmt.Figure()
fig.coast(shorelines="1/0.5p", region=[-180, 180, -60, 60], projection="M25c")
fig.basemap(frame="ag")
fig.show()
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结果：

pygmt绘制地图参数：
（1）Projections：https://www.pygmt.org/latest/projections/index.html

• Azimuthal Projections方位投影
• Conic Projections圆锥投影
• Cylindric Projections圆柱投影
• Miscellaneous Projections
  
  截取自：https://docs.gmt-china.org/latest/proj/
  比如自己想画一个这样的图：
  

选用Robinson投影（N12c）

代码：

import pygmt

fig = pygmt.Figure()
# Use region "d" to specify global region (-180/180/-90/90)
fig.coast(region="d", projection="N12c", land="goldenrod", water="snow2", frame="afg")
fig.show()
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（2）显示图片：Figure.show(dpi=300, width=500, method=None, waiting=0.5)
https://www.pygmt.org/latest/api/generated/pygmt.Figure.show.html

如果可以的话，在Jupyter笔记本输出中插入预览，否则在操作系统的默认查看器中打开它(返回到默认的web浏览器)。

（3）pygmt.Figure.coast

Figure.coast(*, region=None, projection=None, area_thresh=None, lakes=None, frame=None, resolution=None, dcw=None, rivers=None, map_scale=None, borders=None, shorelines=None, land=None, water=None, timestamp=None, verbose=None, xshift=None, yshift=None, panel=None, perspective=None, transparency=None, **kwargs)
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1）region
Global regions：region="d"
其他方式：region=[10, 20, 35, 45]# Set the x-range from 10E to 20E and the y-range to 35N to 45N；

region="10/35/20/45+r" # Set the bottom-left corner as 10E, 35N and the top-right corner as
    # 20E, 45N
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2）frame边框：fig.basemap(frame=["a", "+tIceland"])
https://www.pygmt.org/latest/tutorials/basics/frames.html

3.利用pygmt绘制beautiful map 例子
（1）Github上 Planetary Maps (in PyGMT)
代码：https://github.com/andrebelem/PlanetaryMaps/blob/main/Tutorial%20Mars%20Maps.ipynb

（2）使用GMT绘制地图
https://zhuanlan.zhihu.com/p/81292733

（3）PyGMT中文教程
https://docs.gmt-china.org/latest/api/python/
Github 相关项目：https://github.com/GenericMappingTools/pygmt

自带数据集：https://docs.gmt-china.org/latest/dataset/

代码：

import pygmt
# Load sample earth relief data
grid = pygmt.datasets.load_earth_relief(resolution="10m")

fig = pygmt.Figure()
fig.grdimage(grid=grid, projection="R12c",cmap="geo")
fig.show()
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显示结果：

https://www.pygmt.org/latest/tutorials/advanced/earth_relief.html和https://docs.gmt-china.org/latest/dataset/earth-relief/结合起来学习，比较偏向利用Python写脚本。

自带数据集：GADM，全称Database of Global Administrative Areas，是一个高精度的全球行政区划数据库。其包含了全球所有国家和地区的国界、省界、市界、区界等多个级别的行政区划边界数据。

https://docs.gmt-china.org/latest/dataset/gadm/

4.pygmt学习笔记
（1）read shp file
安装geopandas环境：https://zhuanlan.zhihu.com/p/160252163

先激活环境查看Python版本：

（2）read csv data

fig.plot(x=data.lon, y=data.lat, style="c0.3c", color="white", pen="black")
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设置属性：

fig.plot(
    x=data.longitude,
    y=data.latitude,
    size=0.02 * (2**data.magnitude),
    style="cc",
    color="white",
    pen="black",
)
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fig = pygmt.Figure()
fig.basemap(region=region, projection="M15c", frame=True)
fig.coast(land="black", water="skyblue")
pygmt.makecpt(cmap="viridis", series=[data.depth_km.min(), data.depth_km.max()])
fig.plot(
    x=data.longitude,
    y=data.latitude,
    size=0.02 * 2**data.magnitude,
    color=data.depth_km,
    cmap=True,
    style="cc",
    pen="black",
)
fig.colorbar(frame='af+l"Depth (km)"')
fig.show()
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图片来自：https://www.pygmt.org/latest/tutorials/basics/plot.html#sphx-glr-tutorials-basics-plot-py
可以设置点的属性（大小、颜色、种类等）

（3）colobar设置
https://www.pygmt.org/v0.1.1/gallery/plot/colorbar.html#:~:text=The%20pygmt.Figure.colorbar%20method%20creates%20a%20color%20scalebar.%20We,color%20paletted%20tables%20can%20be%20found%20at%20https%3A%2F%2Fdocs.generic-mapping-tools.org%2Flatest%2Fcookbook%2Fcpts.html.

Built-in color palette tables (CPT)：https://docs.generic-mapping-tools.org/latest/cookbook/cpts.html