为什么注释在 cartopy 中出乎意料地起作用？

Question

代码优先：

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

ax = plt.axes(projection=ccrs.Mercator())
ax.set_extent([72, 135, 18, 53])
ax.annotate('hello', xy=(100, 49), xycoords='data',
            transform=ccrs.PlateCarree(), zorder=12)
plt.show()

结果不是预期的，我对我的方法还有其他疑问。所以我的问题是：

1. 如果我想绘制一个看起来像网络地图的地图（例如谷歌地图）。地图区域可能和中国一样大，大多不是全球性的。在谷歌搜索之后，这些网站主要使用“网络墨卡托”投影。所以我想我应该在这里使用plt.axes(projection=ccrs.Mercator()，对吗？或者如果我错了我应该使用什么？

2. 我想要绘制的坐标数据类似于 121°E，49°N（在绘制之前将度数转换为十进制），未投影的 WGS84 坐标系统，可能来自 GPS。那么我使用transform=ccrs.PlateCarree() 是否正确？或者如果我错了我应该使用什么？

3. 上面的annotate 没有显示任何内容。在注释ax.set_extent 行之后，“hello”文本被绘制在零（0, 0）点。我想要的是在点（100°E，49°N）如何纠正这个？

Answer 1

首先 - 感谢您的代码 - 它使解决问题变得更加容易。

老实说，我认为之前 Cartopy 并没有认真使用 annotate，所以这可能就是你遇到这个问题的原因 - 你是开拓者；）

看起来 matplotlib 的 Axes.annotate 方法应该归咎于此 - 它破坏了在 https://github.com/matplotlib/matplotlib/blob/master/lib/matplotlib/axes/_axes.py#L651 周围传递的转换。这主要是因为 annotate 有特殊的关键字来分别定义坐标和文本位置的变换（参见http://matplotlib.org/users/annotations_intro.html#annotating-text 中的xycoords 和textcoords）。

当我们深入 Annotate 类时，我们会发现 Annotate 的 _get_xy_transform (https://github.com/matplotlib/matplotlib/blob/master/lib/matplotlib/text.py#L1446) 可以将各种（一些未记录的）表单作为值处理为 textcoords，包括转换实例。

好的，到目前为止，一切都很好。看起来你可以通过一个坐标系到xycoords，一切都应该是笨拙的。遗憾的是，annotate 不知道如何将 Cartopy 坐标系转换为 matplotlib 转换，就像 matplotlib 的大多数其他部分所做的那样，所以我们必须预先为 annotate 函数做这件事。

要从任何 cartopy 坐标系创建 matplotlib 变换，对于任何轴，我们可以简单地这样做：

ax = plt.axes(projection=ccrs.Mercator())
crs = ccrs.PlateCarree()
transform = crs._as_mpl_transform(ax)

我们现在可以将此转换传递给 annotate 方法，我们应该在预期位置得到文本和箭头。我冒昧地强调了注释的一些功能：

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


ax = plt.axes(projection=ccrs.Mercator())

ax.set_extent([65, 125, 5, 40])

ax.add_feature(cartopy.feature.OCEAN)
ax.add_feature(cartopy.feature.LAND)
ax.add_feature(cartopy.feature.BORDERS, linestyle=':', edgecolor='gray')
ax.coastlines()

ax.plot(116.4, 39.95, 'ob', transform=ccrs.PlateCarree())

transform = ccrs.PlateCarree()._as_mpl_transform(ax)
ax.annotate('Beijing', xy=(116.4, 39.9), xycoords=transform,
            ha='right', va='top')

ax.annotate('Delhi', xy=(113, 40.5), xytext=(77.23, 28.61),
            arrowprops=dict(facecolor='gray',
                            arrowstyle="simple",
                            connectionstyle="arc3,rad=-0.2",
                            alpha=0.5),
            xycoords=transform,
            ha='right', va='top')

plt.show()

回答您的其他问题：

如果我想绘制一个看起来像 web 地图的地图（例如谷歌地图）

cartopy.crs 中有一个新常量准确定义了 Google Mercator (cartopy.crs.GOOGLE_MERCATOR)。这只是墨卡托投影的一个实例，经过一些调整以使其与 Google 墨卡托 (https://github.com/SciTools/cartopy/blob/master/lib/cartopy/crs.py#L889) 完全相同。

我想绘制的坐标数据是 121°E，49°N（转换为 当然，在绘图之前度到十进制），未投影，WGS84 坐标系统，可能来自 GPS。所以我可以使用吗 变换=ccrs.PlateCarree()？或者如果我错了我应该使用什么？

我建议您最好使用大地坐标系 - 此坐标系默认使用 WGS84 基准面，这将为您提供 WGS84 纬度和经度的最准确表示。不过，按照您目前绘制的比例，我想您可能很难注意到差异（在中纬度地区，最大差异约为 22 公里）。

HTH，