使用 Cartopy 绘制跨越国际日期变更线的线

问题描述

我正在尝试绘制全球风暴轨迹，但是当风暴穿过日期变更线（经度从 ~360 到 ~0）时，这条线会一直围绕绘图空间循环。 Here's what the plot looks like. See the weird straight lines near the top. 这是我的代码：

ax = plt.axes(projection=ccrs.Robinson())
ax.set_global()

ax.coastlines()

for i in range(nstorms-1): #loop through each TC
        bidx = start_idx[i]
        eidx = start_idx[i+1]
        plt.plot(clons[bidx:eidx],clats[bidx:eidx],transform=ccrs.PlateCarree())

如果我尝试将变换更改为大地测量，它看起来像这样：

解决方法

根据 this github issue，这是预期行为，因为 PlateCarree 是投影坐标系。

PlateCarree 坐标系是笛卡尔坐标系，其中两点之间的线是直线（在该坐标系中）。笛卡尔系统不知道日期变更线/反经线，因此当您要求在 -170 和 +170 之间的线时，您会得到一条长度为 340 的线。 PlateCarree 投影永远不会解释这些数字并选择绘制一个非笛卡尔线

一种解决方案是在绘图调用中使用测地变换：

plt.plot(clons[bidx:eidx],clats[bidx:eidx],transform=ccrs.Geodetic())

或者修改您的数据以在使用 PlateCarree 系统时更有意义，例如通过识别值从 360-> 0 循环的位置并将 360 添加到发生后的所有值。您可以将它们移动到不同的范围（例如 -180..180），但是您会遇到与当前 0/360 相同的数据跨越 +/- 180 的问题。

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要绘制跨越日期变更线的折线，您需要正确地对经度进行消毒。例如，值 359 到 2 应调整为 359 到 362。在下面的演示代码中，sanitize_lonlist() 用于在使用经度值列表绘制红色锯齿线之前对其进行清理。

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

def sanitize_lonlist(lons):
    new_list = []
    oldval = 0
    treshold = 10  # used to compare adjacent longitudes
    for ix,ea in enumerate(lons):
        diff = oldval - ea
        if (ix>0):
            if (diff>treshold):
                ea = ea+360
        oldval = ea
        new_list.append(ea)
    return new_list

ax = plt.axes(projection=ccrs.Robinson()) 
ax.set_global() 
ax.coastlines(alpha=0.3)

# sample long/lat data for demo purposes
# xdateline: list of longitudes that cross dateline several times
xdateline = [347,349,352,358,4,7,8,3,359,360,5,1,357,12,6,349]
# ydateline: list of accompanying latitudes
ydateline = range(len(xdateline))

# plot the line crossing dateline using `sanitized` values of longitudes
plt.plot(sanitize_lonlist(xdateline),ydateline,transform=ccrs.PlateCarree(),color='red') 

plt.show()

使用 xdateline 的原始值绘制代码行：-

plt.plot(xdateline,color='red')

情节将是：-