（数据科学学习手札130）利用geopandas快捷绘制在线地图

本文示例代码及文件已上传至我的Github仓库//github.com/CNFeffery/DataScienceStudyNotes

1 简介

　　在上一篇文章中，我为大家介绍了不久前发布的geopandas 0.10版本的诸多新特性，而其中介绍到的地图可视化新方法explore()只是一带而过，没有仔细为大家介绍其功能用法。今天的文章我就将为大家详细介绍新版geopandas中，利用explore()制作在线地图可视化的方法：

2 在geopandas中制作在线地图可视化

　　explore()方法类似我们熟悉的plot()方法，是GeoSeries与GeoDataFrame对象皆有的方法，下面我们递进式地介绍：

2.1 GeoSeries.explore()方法的使用

　　GeoSeries.explore()的主要参数如下：

color：str或数组，用于设置所绘制矢量的颜色，当传入数组时可一一对应按顺序设置每个矢量的颜色

m：类似plot()方法中的ax参数，用于传入已存在的地图对象，从而实现多图层叠加

tiles：str型，用于设置底图来源，默认为'OpenStreetMap'，其他可用的有'Stamen Terrain'、'Stamen Toner'、'Stamen Watercolor'、'CartoDB positron'及'CartoDB dark_matter'，亦可传入格式类似//{s}.yourtiles.com/{z}/{x}/{y}.png的自定义地图服务，注意，当自定义tiles时，必须设置attr参数

attr：str型，用于设置底图对应的attribution信息

highlight：bool型，用于设置是否在鼠标悬浮于矢量上时展示高亮效果，默认为True

width：int或str型，int型时用于设置地图像素宽度，字符型时用于设置地图相对于容器的百分比宽度，此参数在参数m设置时会失效

height：int或str型，int型时用于设置地图像素高度，字符型时用于设置地图相对于容器的百分比高度，此参数在参数m设置时会失效

control_scale：bool型，用于设置是否展示比例尺，默认为True

zoom_control：bool型，用于设置是否展示缩放组件，默认为True

marker_type：str型，用于设置点要素的样式类型，可选的有'marker'、'circle'和'circle_marker'

marker_kwds：dict型，用于设置点要素的更多细节参数，常用的有：

  • radius：float型，用于设置点要素的半径，当marker_type='circle'时单位为米，当marker_type='circle_marker'时单位为像素
  • icon：folium.map.Icon型，当marker_type='marker'时，用于自定义点图标，详细用法参考：//python-visualization.github.io/folium/modules.html#folium.map.Icon
  • draggable：bool型，用于设置点图标是否可自由拖拽，默认为False

style_kwds：dict型，用于设置矢量的样式细节参数，常用的参数有：

  • stroke：bool型，设置是否绘制矢量轮廓，默认为True
  • color：str型，用于设置轮廓颜色
  • weight：int型，用于设置轮廓像素宽度
  • opacity：float型，取值0~1之间，用于设置轮廓透明度，默认为1.0
  • fill：bool型，用于设置是否绘制矢量填充，默认为True
  • fillColor：str型，用于设置矢量填充色
  • fillOpacity：float型，用于设置填充色透明度，默认为0.5

highlight_kwds：dict型，参数结构同style_kwds，用于设置鼠标悬浮高亮状态下的各样式参数

min_zoom、max_zoom、zoom_start：int型，分别用于设置地图的最小、最大及初始化缩放层级，默认值分别为0、18、10

location：元组或列表，用于设置地图初始化时的中心坐标，格式为[纬度, 经度]

　　get到这些参数之后，我们就可以非常快捷地制作在线可视化作品，以环渝地区为例：

m = shp.geometry.explore(
    color='#40a9ff',
    tiles='//server.arcgisonline.com/ArcGIS/rest/services/World_Imagery/MapServer/tile/{z}/{y}/{x}',
    attr=' ',
    width='80%',
    tooltip=False, # 关闭鼠标悬浮时的空白tooltip
    style_kwds={
        'color': 'white',
        'fillOpacity': 0.4
    },
    highlight_kwds={
        'fillColor': 'white',
        'fillOpacity': 0.6
    }
)
m

　　叠加多个图层：

import folium

m = shp.geometry.explore(
    color='#40a9ff',
    tiles='//server.arcgisonline.com/ArcGIS/rest/services/World_Imagery/MapServer/tile/{z}/{y}/{x}',
    attr=' ',
    width='80%',
    tooltip=False, # 关闭鼠标悬浮时的空白tooltip
    style_kwds={
        'color': 'white',
        'fillOpacity': 0.4
    },
    highlight_kwds={
        'fillColor': 'white',
        'fillOpacity': 0.6
    }
)

shp.representative_point().explore(
    color='red',
    tooltip=False, # 关闭鼠标悬浮时的空白tooltip
    m=m, # 叠加已有地图
    marker_type='marker',
    marker_kwds={
        'icon': folium.map.Icon(icon='beer', prefix='fa')
    }
)

2.2 GeoDataFrame.explore()方法的使用

　　与GeoSeries.explore()相比，GeoDataFrame除了矢量字段之外，还可以快捷地利用数据框中其他字段的信息，来辅助视觉元素的映射，因此在GeoSeries.explore()的参数体系基础上，GeoDataFrame.explore()新增了如下参数，与plot()方法非常相似：

column：str型或数组，用于指定绘图映射基于的字段名，亦或是额外传入的与矢量一一对应的数组

cmap：str型或matplotlib中的colormap对象，用于设置色彩映射方案

tooltip：bool、str或list型，用于自定义鼠标悬浮时提示框内显示的字段信息，True表示展示全部字段，False表示关闭提示框，str型时可指定单个要展示的字段名，list型时指定多个要展示的字段

popup：用于设置鼠标点击触发展示的信息框内容，格式同tooltip

categorical：bool型，用于设置是否开启类别映射模式，默认为False

legend：bool型，设置是否显示图例，默认为True

scheme：字符型，同plot()中的同名参数，用于设定分层设色规则，参考我的过往文章：//www.cnblogs.com/feffery/p/12381322.html

k：int型，用于设置分层设色分段数量，默认为5

vmin：float型，用于手动设置色彩映射最小值

vmax：float型，用于手动设置色彩映射最大值

categories：list型，用于传入顺序类别列表

tooltip_kwds：dict型，用于自定义设置tooltip样式，详细参考：//python-visualization.github.io/folium/modules.html#folium.features.GeoJsonTooltip

popup_kwds：dict型，用于自定义设置popup样式，详细参考：//python-visualization.github.io/folium/modules.html#folium.features.GeoJsonPopup

legend_kwds：dict型，用于自定义设置图例，主要的参数有：

  • caption：str型，自定义图例标题，默认为映射字段名
  • colorbar：bool型，用于设置是否开启colorbar模式，设置为False时会开启分段模式
  • fmt：str型，用于自定义图例项数值格式，默认为'{:.2f}'
  • labels：list型，自定义图例项标签文字，来覆盖原始自动生成内容
  • max_labels：int型，设置colorbar图例中刻度数量
  • scale：bool型，设置是否以真实尺度来渲染每段分层设色区间，False时每段色阶长度会强制相同

　　下面我们来基于这些实用的参数，绘制几个示例：

m = shp.explore(
    column='area',
    cmap='Blues',
    tiles='//server.arcgisonline.com/ArcGIS/rest/services/World_Imagery/MapServer/tile/{z}/{y}/{x}',
    attr=' ',
    scheme='NaturalBreaks',
    k=3,
    vmin=0,
    legend_kwds={
        'caption': '面积（平方千米）',
        'scale': False,
        'colorbar': False
    },
    style_kwds={
        'color': 'white',
        'weight': 1,
        'fillOpacity': 0.8
    }
)
m


m = shp.explore(
    column='area',
    cmap='Reds',
    tiles='//server.arcgisonline.com/ArcGIS/rest/services/World_Topo_Map/MapServer/tile/{z}/{y}/{x}',
    attr=' ',
    scheme='NaturalBreaks',
    k=3,
    vmin=0,
    legend_kwds={
        'caption': '面积（平方千米）',
        'scale': False
    },
    style_kwds={
        'color': 'white',
        'weight': 1,
        'fillOpacity': 0.7
    }
)
m

2.3 保存在线底图

　　如果我们想要持久化保存绘制好的在线地图作品，可以利用地图对象的save()方法，将其保存为离线html文件：

m.save('demo.html')

　　浏览器中查看已保存的html文件：

　　以上就是本文的全部内容，欢迎在评论区与我进行讨论~

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