地圖之經緯度格線

Table of contents

• 背景
• wrf-python-notebooks
  • 出處
  • 有關gridlines的程式碼
  • 原結果圖形
  • 實測結果(過期警告)
• 知乎網友貢獻
  • 知乎出處
  • 原圖結果
  • 評論
• 其他gridlines設定
  • 指定繪出特定的經緯度線xlocs、ylocs
  • 指定範圍
  • line config
  • 有關標籤標示
• 指定xlocs後之圖形

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背景

• 這一題之所以會變得重要，是因為wrf-python官網對gridlines()的用法語焉不詳。
  • 一般情況程式上能自動設定，結果也尚可接受，但遇到跨日線時，程式就不會畫經線(負值經度卻必須出現在東方)，這對東亞地區的模擬結果展現是一項難題。
  • 官網只有下列用法示範

ax.gridlines() #完全使用程式內設型態(黑色實線、無標籤)
ax.gridlines(color="black", linestyle="dotted") #黑點線
ax_ctt.gridlines(color="white", linestyle="dotted")#白點線

• 如果改成matplotlib.pyplot.grid，因為metplotlib並不會解讀wrf-python的地圖底圖，給定的是垂直格線，沒有太多資訊。而且會影響圖面的精密度，降低圖面的品質，建議不要混用。
• 經探討wrf-python的程式碼，發現gridlines還有很多的設定方式。說明如下

wrf-python-notebooks

• github網友 Clark Evans(2021)提供了gridlines的8個設定參數

出處

• wrf-python-notebooks@github by Clark Evans(2021)，示範了有下列用法

有關gridlines的程式碼

import matplotlib.ticker as mticker
from cartopy.mpl.gridliner import LONGITUDE_FORMATTER, LATITUDE_FORMATTER

# Add latitude/longitude gridlines.
# The first line sets up basic gridline parameters - grey dotted lines with labels.
# The next two lines suppress drawing labels on the top and right sides of the plot,
#    making the plot's labels consistent with typical map conventions.
# The next two lines specify how frequently to draw gridlines - here, every
#    5 deg lat/lon. It may be best to comment these two lines out the first
#    time you run the code to see the plot's overall extent, then determine
#    how frequently you wish to draw the gridlines in each direction.
# The next two lines control aspects of labeling the gridlines, here their
#    font size and text color.
# Lastly, the final two lines format the gridline numbers in deg N/S/E/W format.
# More information: https://scitools.org.uk/cartopy/docs/latest/matplotlib/gridliner.html
gridlines = ax.gridlines(color="grey", linestyle="dotted", draw_labels=True)
gridlines.xlabels_top = False
gridlines.ylabels_right = False
gridlines.xlocator = mticker.FixedLocator(np.arange(-90.,-55.,5.))
gridlines.ylocator = mticker.FixedLocator(np.arange(15.,45.,5.))
gridlines.xlabel_style = {'size':12, 'color':'black'}
gridlines.ylabel_style = {'size':12, 'color':'black'}
gridlines.xformatter = LONGITUDE_FORMATTER
gridlines.yformatter = LATITUDE_FORMATTER

原結果圖形

實測結果(過期警告)

• 雖然是2010年的筆記，但有關經緯度標籤的開啟選項已經改成上下左右_labels(.bottom_labels、.left_labels)。
• 所以相關設定不會起作用

The .xlabels_top attribute is deprecated. Please use .top_labels to toggle visibility instead.

知乎網友貢獻

• 該篇文章除了提供gridlines最新的用法之外，還引用了標籤的字型、

from cartopy.mpl.gridliner import LONGITUDE_FORMATTER, LATITUDE_FORMATTER
Times = FontProperties(fname="./font/Times.ttf")
gl.xlocator = mticker.FixedLocator(np.arange(118, 123.1, 0.5))
gl.ylocator = mticker.FixedLocator(np.arange(28, 33.1, 0.5))
gl.xformatter = LONGITUDE_FORMATTER
gl.yformatter = LATITUDE_FORMATTER
gl.xlabel_style = {'size': 12, "color": 'k', "font": Times}
gl.ylabel_style = {'size': 12, 'color': 'k', "font": Times}

• 也直接按照cartopy.mpl.gridliner的內容修改成類似GrAds的坐標軸樣貌，這些指令與前述gridlines設定參數可以融合。

from cartopy.mpl.ticker import LongitudeFormatter, LatitudeFormatter
gl.top_labels,gl.bottom_labels,gl.right_labels,gl.left_labels = False,False,False,False
gl.xlocator = mticker.FixedLocator(np.arange(118, 123.1, 0.5))
gl.ylocator = mticker.FixedLocator(np.arange(28, 33.1, 0.5))
axe.set_xticks(np.arange(118,123.1, 0.5), crs=ccrs.PlateCarree())
axe.set_yticks(np.arange(28,33.1, 0.5), crs=ccrs.PlateCarree())
axe.xaxis.set_major_formatter(LongitudeFormatter())
axe.yaxis.set_major_formatter(LatitudeFormatter())
axe.set_xticks(np.arange(118, 123, 0.1), crs=ccrs.PlateCarree(), minor=True)
axe.set_yticks(np.arange(28, 33, 0.1), crs=ccrs.PlateCarree(), minor=True)
axe.tick_params(labelcolor='k',length=2)
labels = axe.get_xticklabels() + axe.get_yticklabels()
[label.set_fontproperties(FontProperties(fname="./font/Times.ttf",size=8)) for label in labels]

知乎出處

• Python气象绘图笔记 by 爱垂钓的猫(2021)

原圖結果

評論

• 基本上、經緯度座標軸的需求大多以氣象要素為展示的主體，並沒有必要一定需要是等距離、垂直網格的系統，與空氣品質濃度分布的需求不同。而且範圍越大，此2系統的差異越大。
  • 有關cartopy的投影設定，可以參考官網說明。

其他gridlines設定

指定繪出特定的經緯度線xlocs、ylocs

• GeoAxes.gridlines(ax, xlocs=meridians, ylocs=parallels)
• meridians、parallels為經緯度序列

指定範圍

• gl = ax.gridlines(xlim=xlim, ylim=ylim)
• xlim、ylim為序列，分別為最小與最大值

line config

• 顏色：color='blue'
• 線條型態：linestyle='-'、:虛線
• 線條透明度：alpha=0.5
• 線寬：linewidth=1.5

有關標籤標示

• 是否自動寫在線上auto_inline=True
• 是否按照經緯線旋轉：rotate_labels=False
• 是否切斷：clip_on=True

指定xlocs後之圖形

因範圍內有跨日線gridlines()無法畫出經線	xlocs=np.arange(70,180,10)