【Python】　Cartopyで世界全図描画　－円筒図法－

正距／正角

　前回は日本地図にマーカーやテキストをプロットしたが、Cartopyをインストールして最初に描く（であろう）世界全図の場合、解像度は「110m」。

　使い回し部分は以下のとおり。

import cartopy.crs as ccrs
import matplotlib.pyplot as plt
fig=plt.figure(figsize=(10,10))
ax=plt.axes(projection=ccrs.PlateCarree())
ax.coastlines(resolution='110m')
ax.gridlines(draw_labels=True)
plt.savefig("PlateCarree.png")
plt.show()

　インストールの回でも説明。
　ax.coastlines(resolution='110m')は、ax.coastlines()でも同じ。
　ax.gridlines()は、draw_labels=Trueで経線・緯線のラベルを付けてくれる。

　下図が正距円筒図法　PlateCarree。

　緯度、経度の範囲

ax.set_extent((-180.0, 180.0, -90.0, 90.0),ccrs.PlateCarree())

を追加して

ax.plot(139.60,35.50,'mo',markersize='8')

でプロット。

　大陸と海の色塗りも追加して、今度はメルカトル図法　Mercatorで描画。

ax=plt.axes(projection=ccrs.Mercator())
ax.coastlines()
import cartopy.feature as cfea
ax.add_feature(cfea.OCEAN,color='#7fffd4')
ax.add_feature(cfea.LAND,color='#9acd32')
ax.gridlines(draw_labels=True)
plt.savefig("Mercator.png")
plt.show()

　OCEAN、LANDは小文字だとエラー。
　経線・緯線のラベルは
　ax.gridlines(ccrs.Mercator(),draw_labels=True)だとエラー。

　メルカトル図法でプロットする場合、

ax.set_extent((-180.0, 180.0, -85.0, 85.0),ccrs.PlateCarree())
ax.plot(139.60,35.50,'mo',markersize='8',
transform=ccrs.PlateCarree())

　ここはccrs.Mercator()ではなく
　ccrs.PlateCarree()。
　緯度は-90.0（南極）、90.0（北極）指定だとエラー。

　メルカトル図法は正距円筒図法を南北に引き延ばした図。こっちのほうが見慣れている。

　　※　オンライン地図でよく使われているのが球面メルカトル図法。

GIS　CRSとEPSG

GADMデータから各国の行政界を描画している途中、サン・マリノの地図がベースマップ（OpenStreetMap）とずれているのが気になった。簡素化しすぎて合わないというのではなく、全体的に西にずれている

www.mitsumatado.com

　正距円筒図法の地図は南北方向の距離が正確で、緯度１°と経度１°を同じ距離としたもの。東西方向は赤道以外正距ではない。
　メルカトル図法は東西も南北も正距ではないが正角。東西の拡大率と南北の拡大率が同じ。いわゆる相似。ただし、極点近くでは延びに延びて面積が極めて不正確。
　正角というのが、これまたややこしい。以前、方角正確と書いたが（紛らわしいので消した）、遠方では正距方位図法で見る地球上の方位とは違ってくる。

【Python】　正距方位図法で世界全図いろいろ描画

前回の円筒図法は、基本的には球面⇒長方形への投影だが、方位図法は球面⇒円形への投影。下図は日本の遥か上空（宇宙）から見た半球。正射図法　Orthographic

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　下図が正距方位図法。中心は緯度０°、経度０°のギニア湾。

正積

　距離、方角・方位、そして面積。
　極点に近づくにつれて南北方向を縮めることで正積とした地図が［ランベルト］正積円筒図法　LambertCylindrical。

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

　ax.gridlines(draw_labels=True)だとエラー。経線・緯線のラベルがつかない。
　　追）最新バージョン（Cartopy 0.18）だとつくようだが試していない

ax.gridlines()

　プロットは、

ax.set_extent((-180.0, 180.0, -90.0, 90.0),ccrs.PlateCarree())
ax.plot(139.60,35.50,'mo',markersize='8',
transform=ccrs.PlateCarree())

　ここはccrs.LambertCylindrical()ではなく
　ccrs.PlateCarree()。

　もう１つ代表的な正積図法は、モルワイデ図法　Mollweide。こちらは極点に近づくにつれて東西方向が縮んでいる。

　メルカトル、ランベルト、モルワイデみな人名。

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

　プロットは、ax.set_extent()でうまくいかず、ax.set_global()で全図描画。

ax.set_global()
ax.plot(139.60,35.50,'mo',markersize='8',
transform=ccrs.PlateCarree())
ax.gridlines()

　ここはccrs.Mollweide()ではなく
　ccrs.PlateCarree()。
　ax.gridlines(draw_labels=True)だとエラー。ラベルがつかない。
　　追）最新バージョン（0.18）だとつくようだ

　南極の西が色塗りできていないが不詳。

　以上、正距方位図法以外みな円筒図法。