绘制等值线地图——以气压等压线为例(Python版） - 知乎

1.前期环境配置

本篇博客主要使用了basemap和netCDF4两个库，推荐使用conda新建虚拟环境并安装相关的包
可以参考笔者之前的博客1和博客2完成windows系统上conda的安装
在conda完成安装后在anaconda prompt输入如下指令配置本次使用的一些Python库

conda create -n basemap python=3.8 -y
conda activate basemap 
conda install -c conda-forge basemap -y
conda install -c conda-forge netCDF4 -y
conda install -c conda-forge ipykernel -y

2.开始制图

原始数据来自NOAA-NCEP/NCAR再分析月值数据，选择了海平面多年平均月值数据

首先导入本篇博客会使用到的库numpy,netCDF4,matplotlib,basemap,并设置一些绘图使用的参数

import numpy as np 
import netCDF4 as nc 
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.basemap import Basemap

plt.rcParams['font.sans-serif']=['KaiTi','SimHei']
plt.rcParams['font.size']=12
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False

读取海平面多年月平均气压数据nc文件并取出经纬度信息和气压属性数据

slp = nc.Dataset("./slp.mon.ltm.nc")  
lons = slp["lon"][:]
lats = slp["lat"][:]
slp_values = slp["slp"][:]

查看气压属性数据slp_values的数组维度信息

slp_values.shape

对1月和7月绘制气压等值线地图，并设置地图范围为东亚太平洋地区

for i in [1,7]:
    p = slp_values[i] #取出相应月份气压数据
    X,Y = np.meshgrid(lons,lats) 
    fig,ax=plt.subplots(figsize=(8,8))
    map = Basemap(llcrnrlon=60,urcrnrlon=180,
                  llcrnrlat=-43,urcrnrlat=80,
                  projection="cyl") #设置地图显示范围
    
    #c=m.contourf(X,Y,p,12,cmap="RdBu",alpha=0.7) #绘制等值线并上色
    C=map.contour(X,Y,p,12,colors="k",linewidths=0.2)
    plt.clabel(C,inline=True,fontsize=10) #显示等值线上数值
    #fig.colorbar(c,ax=ax,orientation='horizontal') #添加colorbar
    plt.title(str(i)+"月海平面气压分布(hPa)",fontsize=18) #添加地图标题
    map.fillcontinents(color='#d5ba85', lake_color='#87CEEB') #填充洲界
    map.drawmapboundary(fill_color='#b3d5f1') #填充海洋
    plt.savefig(str(i)+"月海平面气压分布(hPa)"+".png",dpi=600) #导出图片

文中用的总的代码如下：

import numpy as np 
import netCDF4 as nc 
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.basemap import Basemap

plt.rcParams['font.sans-serif']=['KaiTi','SimHei']
plt.rcParams['font.size']=12
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False


slp = nc.Dataset("./slp.mon.ltm.nc")  
lons = slp["lon"][:]
lats = slp["lat"][:]
slp_values = slp["slp"][:]


for i in [1,7]:
    p = slp_values[i] #取出相应月份气压数据
    X,Y = np.meshgrid(lons,lats) 
    fig,ax=plt.subplots(figsize=(8,8))
    map = Basemap(llcrnrlon=60,urcrnrlon=180,
                  llcrnrlat=-43,urcrnrlat=80,
                  projection="cyl") #设置地图显示范围
    
    #c=m.contourf(X,Y,p,12,cmap="RdBu",alpha=0.7) #绘制等值线并上色
    C=map.contour(X,Y,p,12,colors="k",linewidths=0.2)
    plt.clabel(C,inline=True,fontsize=10) #显示等值线上数值
    #fig.colorbar(c,ax=ax,orientation='horizontal') #添加colorbar
    plt.title(str(i)+"月海平面气压分布(hPa)",fontsize=18) #添加地图标题
    map.fillcontinents(color='#d5ba85', lake_color='#87CEEB') #填充洲界
    map.drawmapboundary(fill_color='#b3d5f1') #填充海洋
    plt.savefig(str(i)+"月海平面气压分布(hPa)"+".png",dpi=600) #导出图片