（數據科學學習手札130）利用geopandas快捷繪製在線地圖

• 2021 年 11 月 9 日
• 筆記
• geopandas, Python, 地理資訊可視化

本文示例程式碼及文件已上傳至我的Github倉庫//github.com/CNFeffery/DataScienceStudyNotes

1 簡介

　　在上一篇文章中，我為大家介紹了不久前發布的geopandas 0.10版本的諸多新特性，而其中介紹到的地圖可視化新方法explore()只是一帶而過，沒有仔細為大家介紹其功能用法。今天的文章我就將為大家詳細介紹新版geopandas中，利用explore()製作在線地圖可視化的方法：

2 在geopandas中製作在線地圖可視化

　　explore()方法類似我們熟悉的plot()方法，是GeoSeries與GeoDataFrame對象皆有的方法，下面我們遞進式地介紹：

2.1 GeoSeries.explore()方法的使用

　　GeoSeries.explore()的主要參數如下：

color：str或數組，用於設置所繪製矢量的顏色，當傳入數組時可一一對應按順序設置每個矢量的顏色

m：類似plot()方法中的ax參數，用於傳入已存在的地圖對象，從而實現多圖層疊加

tiles：str型，用於設置底圖來源，默認為'OpenStreetMap'，其他可用的有'Stamen Terrain'、'Stamen Toner'、'Stamen Watercolor'、'CartoDB positron'及'CartoDB dark_matter'，亦可傳入格式類似//{s}.yourtiles.com/{z}/{x}/{y}.png的自定義地圖服務，注意，當自定義tiles時，必須設置attr參數

attr：str型，用於設置底圖對應的attribution資訊

highlight：bool型，用於設置是否在滑鼠懸浮於矢量上時展示高亮效果，默認為True

width：int或str型，int型時用於設置地影像素寬度，字元型時用於設置地圖相對於容器的百分比寬度，此參數在參數m設置時會失效

height：int或str型，int型時用於設置地影像素高度，字元型時用於設置地圖相對於容器的百分比高度，此參數在參數m設置時會失效

control_scale：bool型，用於設置是否展示比例尺，默認為True

zoom_control：bool型，用於設置是否展示縮放組件，默認為True

marker_type：str型，用於設置點要素的樣式類型，可選的有'marker'、'circle'和'circle_marker'

marker_kwds：dict型，用於設置點要素的更多細節參數，常用的有：

• radius：float型，用於設置點要素的半徑，當marker_type='circle'時單位為米，當marker_type='circle_marker'時單位為像素
• icon：folium.map.Icon型，當marker_type='marker'時，用於自定義點圖標，詳細用法參考：//python-visualization.github.io/folium/modules.html#folium.map.Icon
• draggable：bool型，用於設置點圖標是否可自由拖拽，默認為False

style_kwds：dict型，用於設置矢量的樣式細節參數，常用的參數有：

• stroke：bool型，設置是否繪製矢量輪廓，默認為True
• color：str型，用於設置輪廓顏色
• weight：int型，用於設置輪廓像素寬度
• opacity：float型，取值0~1之間，用於設置輪廓透明度，默認為1.0
• fill：bool型，用於設置是否繪製矢量填充，默認為True
• fillColor：str型，用於設置矢量填充色
• fillOpacity：float型，用於設置填充色透明度，默認為0.5

highlight_kwds：dict型，參數結構同style_kwds，用於設置滑鼠懸浮高亮狀態下的各樣式參數

min_zoom、max_zoom、zoom_start：int型，分別用於設置地圖的最小、最大及初始化縮放層級，默認值分別為0、18、10

location：元組或列表，用於設置地圖初始化時的中心坐標，格式為[緯度, 經度]

　　get到這些參數之後，我們就可以非常快捷地製作在線可視化作品，以環渝地區為例：

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, # 關閉滑鼠懸浮時的空白tooltip
    style_kwds={
        'color': 'white',
        'fillOpacity': 0.4
    },
    highlight_kwds={
        'fillColor': 'white',
        'fillOpacity': 0.6
    }
)
m

　　疊加多個圖層：

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, # 關閉滑鼠懸浮時的空白tooltip
    style_kwds={
        'color': 'white',
        'fillOpacity': 0.4
    },
    highlight_kwds={
        'fillColor': 'white',
        'fillOpacity': 0.6
    }
)

shp.representative_point().explore(
    color='red',
    tooltip=False, # 關閉滑鼠懸浮時的空白tooltip
    m=m, # 疊加已有地圖
    marker_type='marker',
    marker_kwds={
        'icon': folium.map.Icon(icon='beer', prefix='fa')
    }
)

2.2 GeoDataFrame.explore()方法的使用

　　與GeoSeries.explore()相比，GeoDataFrame除了矢量欄位之外，還可以快捷地利用數據框中其他欄位的資訊，來輔助視覺元素的映射，因此在GeoSeries.explore()的參數體系基礎上，GeoDataFrame.explore()新增了如下參數，與plot()方法非常相似：

column：str型或數組，用於指定繪圖映射基於的欄位名，亦或是額外傳入的與矢量一一對應的數組

cmap：str型或matplotlib中的colormap對象，用於設置色彩映射方案

tooltip：bool、str或list型，用於自定義滑鼠懸浮時提示框內顯示的欄位資訊，True表示展示全部欄位，False表示關閉提示框，str型時可指定單個要展示的欄位名，list型時指定多個要展示的欄位

popup：用於設置滑鼠點擊觸發展示的資訊框內容，格式同tooltip

categorical：bool型，用於設置是否開啟類別映射模式，默認為False

legend：bool型，設置是否顯示圖例，默認為True

scheme：字元型，同plot()中的同名參數，用於設定分層設色規則，參考我的過往文章：//www.cnblogs.com/feffery/p/12381322.html

k：int型，用於設置分層設色分段數量，默認為5

vmin：float型，用於手動設置色彩映射最小值

vmax：float型，用於手動設置色彩映射最大值

categories：list型，用於傳入順序類別列表

tooltip_kwds：dict型，用於自定義設置tooltip樣式，詳細參考：//python-visualization.github.io/folium/modules.html#folium.features.GeoJsonTooltip

popup_kwds：dict型，用於自定義設置popup樣式，詳細參考：//python-visualization.github.io/folium/modules.html#folium.features.GeoJsonPopup

legend_kwds：dict型，用於自定義設置圖例，主要的參數有：

• caption：str型，自定義圖例標題，默認為映射欄位名
• colorbar：bool型，用於設置是否開啟colorbar模式，設置為False時會開啟分段模式
• fmt：str型，用於自定義圖例項數值格式，默認為'{:.2f}'
• labels：list型，自定義圖例項標籤文字，來覆蓋原始自動生成內容
• max_labels：int型，設置colorbar圖例中刻度數量
• scale：bool型，設置是否以真實尺度來渲染每段分層設色區間，False時每段色階長度會強制相同

　　下面我們來基於這些實用的參數，繪製幾個示例：

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': '面積（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': '面積（平方千米）',
        'scale': False
    },
    style_kwds={
        'color': 'white',
        'weight': 1,
        'fillOpacity': 0.7
    }
)
m

2.3 保存在線底圖

　　如果我們想要持久化保存繪製好的在線地圖作品，可以利用地圖對象的save()方法，將其保存為離線html文件：

m.save('demo.html')

　　瀏覽器中查看已保存的html文件：

　　以上就是本文的全部內容，歡迎在評論區與我進行討論~