高纬度的 Cartopy 图，边缘与经纬度平行，例如，不是矩形答案

【问题标题】：Cartopy figure for high latitude with edges parallel to latitude and longitude, e.g., not rectangular高纬度的 Cartopy 图，边缘与经纬度平行，例如，不是矩形
【发布时间】：2022-10-25 14:00:45
【问题描述】：

我正在尝试为冰岛周围的次极地区创建 Cartopy 地图。我想要的是一个非矩形图形，其中边缘平行于经度和纬度线，就像使用 PyGMT 创建的这个图形：

我尝试了各种 Cartopy 投影，但都产生了一个矩形图形，例如，

import matplotlib.pyplot as plt
import cartopy
import cartopy.crs as ccrs

fig = plt.figure()
proj = ccrs.LambertConformal(central_longitude=-25, central_latitude=58.0)
ax = plt.axes(projection = proj)

ax.set_extent((-45, -5, 45, 70))
ax.gridlines()
ax.add_feature(cartopy.feature.LAND, zorder=1, edgecolor='black')

不使用 PyGMT 是有原因的（我想使用 quiver 绘制表面速度，加上广泛的学习曲线），所以我想知道是否有可能在 cartopy 中获得相同的结果。

谢谢

【问题讨论】：

标签： projection cartopy

【解决方案1】：

为此，您可以使用轴的 set_boundary 方法。当将其指定为 lon/lat 时，对于不同的投影，您应该在边界上采样一些点以近似投影的真实曲率（与 lon/lat 相比）。下面的示例在每条边上取 20 个点。

请注意，此边界的形状可以是您想要的任何形状，它不必匹配投影或经度/纬度线等。

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.path as mpath
import cartopy
import cartopy.crs as ccrs
import numpy as np

proj = ccrs.LambertConformal(central_longitude=-25, central_latitude=58.0)

fig, axs = plt.subplots(
    1,2, figsize=(8, 3), facecolor="w", 
    subplot_kw=dict(projection=proj),
)

n = 20
aoi = mpath.Path(
    list(zip(np.linspace(-45,-5, n), np.full(n, 70))) + 
    list(zip(np.full(n, -5), np.linspace(70, 45, n))) + 
    list(zip(np.linspace(-5, -45, n), np.full(n, 45))) + 
    list(zip(np.full(n, -45), np.linspace(45, 70, n)))
)

axs[1].set_boundary(aoi, transform=ccrs.PlateCarree())
    
for ax in axs:
    ax.set_extent((-45, -5, 45, 70))
    ax.add_feature(cartopy.feature.LAND, zorder=1, edgecolor='k')
    gl = ax.gridlines(
        draw_labels=True, rotate_labels=False,
        x_inline=False, y_inline=False,
    )

【讨论】：

谢谢，我愚蠢地认为这将是一个 cartopy 解决方案，而不是 matplotlib 解决方案。完美运行。
我认为你没有错，它特定于使用 Cartopy 投影初始化的轴。普通的 Matplotlib 轴缺少这种方法。
再次感谢。我注意到的唯一奇怪的行为是，将左侧标签设置为 False 时，我得到一个纬度标签仍然出现。虽然这是一个小烦恼。

【解决方案2】：

@Rutger_Kassies 的回答很棒。但是，如果读者想尝试不同的方法，则应考虑另一种方法。

import cartopy.crs as ccrs
import cartopy
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.path as mpath

# The lat-long proj
noProj = ccrs.PlateCarree()
# The projection of the map
myProj = ccrs.LambertConformal(central_longitude=-25, central_latitude=58.0)
myProj._threshold = myProj._threshold/20.  # Set for higher precision of the projection

ax = plt.axes(projection=myProj)

# This plots parallel and meridian arcs around a target area that will be used ...
#  as the map boundary
[ax_hdl] = ax.plot([-45, -5, -5, -45, -45], [45, 45, 70, 70, 45],
         color='black', linewidth=0.5, marker='none',
         transform=noProj)
# Get the `Path` of the plot
tx_path = ax_hdl._get_transformed_path()
path_in_data_coords, _ = tx_path.get_transformed_path_and_affine()

# Use the path's vertices to create a polygon
polygon = mpath.Path( path_in_data_coords.vertices )
ax.set_boundary(polygon) #This masks-out unwanted part of the plot

ax.gridlines(draw_labels=True, x_inline=False, y_inline=False)
ax.add_feature(cartopy.feature.OCEAN, linewidth=.3, color='lightblue')
ax.add_feature(cartopy.feature.LAND, zorder=1, edgecolor='black')
ax.title.set_text("Meridians and Parallels as Boundary")
plt.show()

您可以更改代码中的一些参数，例如，用作地图边界的弧的类型。

第二个图是通过更改这些代码部分获得的：

1. `transform=noProj`  to  
   `transform=ccrs.Geodetic()`
2. `ax.title.set_text("Meridians and Parallels as Boundary")` to
   `ax.title.set_text("Great-circle Arcs as Boundary")`

我认为当地图的上边缘到达高纬度时，使用纬度平行线作为边界不是最佳的。直线可能更好，但在某些情况下应考虑大圆弧。

【讨论】：