在静态地图上绘制移动和旋转多边形答案

【问题标题】：plot moving and rotating polygon over the static map在静态地图上绘制移动和旋转多边形
【发布时间】：2021-06-13 15:20:57
【问题描述】：

我有以下设置：一个 tkinter 应用程序有一个静态真实地图，它是通过绘制两个地理数据框（用于陆地和水）绘制的，两者都具有统一的形状：

def make_figure(self, map):
    land = map.land.to_crs(epsg=4326)
    water = map.water.to_crs(epsg=4326)
    xmin, ymin, xmax, ymax = map.contour.bounds

    fig, ax = plt.subplots(figsize=(8, 9), dpi=100)
    fig.subplots_adjust(left=0.01, right=0.99, top=0.99, bottom=0.01)
    plt.axis('off')
    ax.set_xlim([xmin,xmax])
    ax.set_ylim([ymin,ymax])

    water.plot(ax=ax, facecolor='lightskyblue')
    land.plot(ax=ax, edgecolor='grey', facecolor='cornsilk', linewidth=1, alpha=1)
    return fig, ax

然后返回的图形和轴以标准方式嵌入到 tkinter 画布中：

    self.canvas = FigureCanvasTkAgg(fig, draw_frame)
    self.canvas.draw()
    self.canvas.get_tk_widget().pack()
    self.toolbar = NavigationToolbar2Tk(self.canvas, draw_frame)

在这个 tkinter 的应用程序中还有一些模型，它执行所有基于代理的操作，例如移动和旋转，并在每一步更新它们的形状。我想要做的是尽可能平滑动态代理的形状更新。目前对我来说唯一可行的解决方案是这样的（我们通过 self.model 对象收到 Shapely shapes 的列表，在它在 tkinter 的循环中执行 step() 方法之后）：

    def update_agents_shapes(self):
        shapes = self.model.get_new_shapes()
        self.ax.patches = []
        for shape in shapes:
            patch = PolygonPatch(shape, fc="green", ec="green", alpha=0.5, zorder=2)
            self.ax.add_patch(patch)

它的作用：它从轴（上面还绘制了一个静态地图）中删除所有补丁（笛卡尔PolygonPatches）并再次添加它们，以更新的形状重新创建。

此解决方案有效，但明显冻结了我的 tkinter 应用程序。我知道，使用 matplotlib 动画应该更容易，基本上我的形状是矩形，每一步都在旋转和移动。基本上我知道质心的新坐标和新的航向角，这足以重建形状。

我的问题是：1）如何在静态地图上制作动画，如果您从“外部”接收动态对象形状的更新并且最好接收为 Shapely 对象？ 2）如何将此解决方案嵌入到具有最佳性能的 tkinter 应用程序中？我的选项性能不好，主要是对平移/缩放反应很慢

【问题讨论】：

标签： python matplotlib tkinter

【解决方案1】：

我没有足够的声誉将此添加为评论，但假设您将每个基于代理的模型 timestep/s 发送到完成，它将冻结 GUI，直到该过程完成。如果您不希望 GUI 冻结，则需要线程化基于代理的方面。

其次，如果您希望情节在每个时间步连续更新，我建议您研究情节的 blitting（docs 此处）。这将捕获绘图的地图元素，然后仅在每个时间步更新代理（节省重新绘制底图的时间）。根据您拥有的代理数量等，这可能会解决速度问题。然而，请注意，blitting 和线程do not like each other - 您必须弄清楚如何将绘图信息从线程获取到主 GUI 线程。

【讨论】：