从纬度/经度坐标计算像素值(使用matplotlib底图)

Question

我需要将地图坐标转换为像素(以便在html中制作可点击的地图).

这是一个示例映射(使用matplotlib中的Basemap包制作).我在其上放了一些标签,并尝试以像素为单位计算标签的中点:

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

## Step 0: some points to plot
names = [u"Reykjavík", u"Höfn", u"Húsavík"]
lats = [64.133333, 64.25, 66.05]
lons = [-21.933333, -15.216667, -17.316667]

## Step 1: draw a map using matplotlib/Basemap
from mpl_toolkits.basemap import Basemap
import matplotlib.pyplot as plt

M = Basemap(projection='merc',resolution='c',
            llcrnrlat=63,urcrnrlat=67,
            llcrnrlon=-24,urcrnrlon=-13)

x, y = M(lons, lats) # transform coordinates according to projection
boxes = []
for xa, ya, name in zip(x, y, names):
    box = plt.text(xa, ya, name,
        bbox=dict(facecolor='white', alpha=0.5))
    boxes.append(box)

M.bluemarble() # a bit fuzzy at this resolution...
plt.savefig('test.png', bbox_inches="tight", pad_inches=0.01)

# Step 2: get the coordinates of the textboxes in pixels and calculate the
# midpoints
F = plt.gcf() # get current figure
R = F.canvas.get_renderer()
midpoints = []
for box in boxes:
    bb = box.get_window_extent(renderer=R)
    midpoints.append((int((bb.p0[0] + bb.p1[0]) / 2),
            int((bb.p0[1] + bb.p1[1]) / 2)))

这些计算的点彼此之间具有近似正确的相对关系,但与真实点不一致.以下代码段应在每个标签的中点放置一个红点:

# Step 3: use PIL to draw dots on top of the labels
from PIL import Image, ImageDraw

im = Image.open("test.png")
draw = ImageDraw.Draw(im)
for x, y in midpoints:
    y = im.size[1] - y # PIL counts rows from top not bottom
    draw.ellipse((x-5, y-5, x+5, y+5), fill="#ff0000")
im.save("test.png", "PNG")

• 红点应位于标签的中间.

我猜错误来自于我提取文本框的坐标(在步骤#2中).任何帮助非常感谢.

笔记

• 也许解决方案是这个问题的答案？

Answer 1

发生两种情况导致像素位置偏离。

1. 用于计算文本位置的dpi与用于保存图形的dpi不同。

2. 当您bbox_inches在savefig通话中使用该选项时，它将消除大量空白。在绘制圆圈PIL（或检查某人单击的位置）时，无需考虑这一点。此外，在此savefig调用中添加了一个填充，如果填充很大，可能需要考虑这一填充（如我在下面的示例中所示）如果您仍然使用0.01，可能没有关系。

要解决此第一个问题，只需强制该图和savefig调用使用相同的DPI。

要解决第二个问题，请以像素为单位记录轴的（0,0）位置（轴单位），并相应地移动文本位置。

这是您的代码的稍作修改的版本：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

## Step 0: some points to plot
names = [u"Reykjavík", u"Höfn", u"Húsavík"]
lats = [64.133333, 64.25, 66.05]
lons = [-21.933333, -15.216667, -17.316667]

## Step 1: draw a map using matplotlib/Basemap
from mpl_toolkits.basemap import Basemap
import matplotlib.pyplot as plt

# predefined dpi
FIGDPI=80

# set dpi of figure, so that all calculations use this value
plt.gcf().set_dpi(FIGDPI)

M = Basemap(projection='merc',resolution='c',
            llcrnrlat=63,urcrnrlat=67,
            llcrnrlon=-24,urcrnrlon=-13)

x, y = M(lons, lats) # transform coordinates according to projection
boxes = []
for xa, ya, name in zip(x, y, names):
    box = plt.text(xa, ya, name,
        bbox=dict(facecolor='white', alpha=0.5))
    boxes.append(box)

M.bluemarble() # a bit fuzzy at this resolution...

# predefine padding in inches
PADDING = 2
# force dpi to same value you used in your calculations
plt.savefig('test.png', bbox_inches="tight", pad_inches=PADDING,dpi=FIGDPI)

# document shift due to loss of white space and added padding
origin = plt.gca().transAxes.transform((0,0))
padding = [FIGDPI*PADDING,FIGDPI*PADDING]

步骤＃2不变

步骤3考虑了原点

# Step 3: use PIL to draw dots on top of the labels
from PIL import Image, ImageDraw

im = Image.open("test.png")
draw = ImageDraw.Draw(im)
for x, y in midpoints:
    #  deal with shift
    x = x-origin[0]+padding[0]
    y = y-origin[1]+padding[1]
    y = im.size[1] - y # PIL counts rows from top not bottom
    draw.ellipse((x-5, y-5, x+5, y+5), fill="#ff0000")
im.save("test.png", "PNG")

结果是：

请注意，我使用一个夸张的PADDING值来测试一切是否仍然有效，而值0.01会产生您的原始图形。