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Python繪制地圖神器folium的新人入門指南

一、簡(jiǎn)介

想通過(guò) Python 繪制精美的地圖？想在地圖上自由的設(shè)置各種參數(shù)？想獲得靈活的交互體驗(yàn)？這里就有一款Python 神包滿足你：folium。

folium 建立在 Python 生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)應(yīng)用能力和 Leaflet.js 庫(kù)的映射能力之上，在Python中操作數(shù)據(jù)，然后通過(guò) folium 在 Leaflet 地圖中可視化。

folium 相比較于國(guó)內(nèi)百度的 pyecharts 靈活性更強(qiáng)，能夠自定義繪制區(qū)域，并且展現(xiàn)形式更加多樣化。

附：官方文檔，官方示例，本文 notebook ，完整代碼及數(shù)據(jù)。

二、安裝方法

按照官方的教程即可，如果安裝了 conda ，可以直接

conda install -c conda-forge folium

沒(méi)有安裝的話就使用

python3 -m pip install folium

三、主要功能

3.1 各級(jí)別地圖

folium 顯示地圖的類為 folium.Map，類的聲明如下

class folium.folium.Map(location=None, width='100%', height='100%', left='0%', top='0%', position='relative', tiles='OpenStreetMap', attr=None, min_zoom=0, max_zoom=18, zoom_start=10, min_lat=-90, max_lat=90, min_lon=-180, max_lon=180, max_bounds=False, crs='EPSG3857', control_scale=False, prefer_canvas=False, no_touch=False, disable_3d=False, png_enabled=False, zoom_control=True, **kwargs)

講幾個(gè)重要的參數(shù)

location 經(jīng)緯度，list 或者 tuple 格式，順序?yàn)?latitude, longitude
zoom_start 縮放值，默認(rèn)為 10，值越大比例尺越小，地圖放大級(jí)別越大
tiles 顯示樣式，默認(rèn)*‘OpenStreetMap'*，也就是開(kāi)啟街道顯示
crs 地理坐標(biāo)參考系統(tǒng)，默認(rèn)為"EPSG3857"

3.1.1 世界地圖

import folium

print(folium.__version__)

# define the world map
world_map = folium.Map()
# display world map
world_map

3.1.2 國(guó)家地圖

# define the national map
national_map = folium.Map(location=[35.3, 100.6], zoom_start=4)
# display national map
national_map

3.1.3 市級(jí)地圖

其實(shí)改變地圖顯示就是改變顯示的經(jīng)緯度和縮放比例，省級(jí)、市級(jí)、縣級(jí)用法雷同，這里舉一個(gè)市級(jí)的例子為例，如北京市：

# define the city map
city_map = folium.Map(location=[39.93, 116.40], zoom_start=10)
# display city map
city_map

顯示效果確實(shí)是不如百度的😓。

3.2 地圖形式

除了上述正常的地圖顯示外，folium 還提供了非常豐富的多樣化顯示，控制顯示效果的變量是tiles，樣式有OpenStreetMap, Stamen Terrain, Stamen Toner, Mapbox Bright, Mapbox Control Room等等，這里挑選幾個(gè)比較常見(jiàn)的

# define the city map,tiles='Stamen Toner'
city_map = folium.Map(location=[39.93, 116.40], zoom_start=10, tiles='Stamen Toner')
# display city map
city_map

# define the city map, tiles='Stamen Terrain'
city_map = folium.Map(location=[39.93, 116.40], zoom_start=10, tiles='Stamen Terrain')
# display city map
city_map

3.3 在地圖上標(biāo)記

3.3.1 普通標(biāo)記

添加普通標(biāo)記用 Marker

這里可以選擇標(biāo)記的圖案。

bj_map = folium.Map(location=[39.93, 115.40], zoom_start=12, tiles='Stamen Terrain')

folium.Marker(
    location=[39.95, 115.33],
    popup='Mt. Hood Meadows',
    icon=folium.Icon(icon='cloud')
).add_to(bj_map)

folium.Marker(
    location=[39.96, 115.32],
    popup='Timberline Lodge',
    icon=folium.Icon(color='green')
).add_to(bj_map)

folium.Marker(
    location=[39.93, 115.34],
    popup='Some Other Location',
    icon=folium.Icon(color='red', icon='info-sign')
).add_to(bj_map)

bj_map

添加圓形標(biāo)記用 Circle 以及 CircleMarker

bj_map = folium.Map(location=[39.93, 116.40], zoom_start=12, tiles='Stamen Toner')

folium.Circle(
    radius=200,
    location=[39.92, 116.43],
    popup='The Waterfront',
    color='crimson',
    fill=False,
).add_to(bj_map)

folium.CircleMarker(
    location=[39.93, 116.38],
    radius=50,
    popup='Laurelhurst Park',
    color='#3186cc',
    fill=True,
    fill_color='#3186cc'
).add_to(bj_map)

bj_map

3.3.2 點(diǎn)擊獲取經(jīng)緯度

m = folium.Map(location=[46.1991, -122.1889],tiles='Stamen Terrain',zoom_start=13)

m.add_child(folium.LatLngPopup())

m

通過(guò)點(diǎn)擊鼠標(biāo)便可以獲取點(diǎn)擊出的經(jīng)緯度。

3.3.3 動(dòng)態(tài)放置標(biāo)記

m = folium.Map(
    location=[46.8527, -121.7649],
    tiles='Stamen Terrain',
    zoom_start=13
)

folium.Marker(
    [46.8354, -121.7325],
    popup='Camp Muir'
).add_to(m)

m.add_child(folium.ClickForMarker(popup='Waypoint'))

m

3.4 熱力圖繪制

因?yàn)闆](méi)有實(shí)際的經(jīng)緯度坐標(biāo)數(shù)據(jù)，所以這里只能模擬一些位置出來(lái)，另外每個(gè)位置還需要一個(gè)數(shù)值作為熱力值。

# generated data
import numpy as np
data = (
    np.random.normal(size=(100, 3)) *
    np.array([[0.1, 0.1, 0.1]]) +
    np.array([[40, 116.5, 1]])
).tolist()
data[:3]

數(shù)據(jù)分布

[[40.04666663299843, 116.59569796477264, 0.9667425547098781],
 [39.86836537517533, 116.28201445195315, 0.8708549157348728],
 [40.08123232852134, 116.56884585184197, 0.9104952244371285]]

繪制熱力圖

# HeatMap
from folium.plugins import HeatMap
m = folium.Map([39.93, 116.38], tiles='stamentoner', zoom_start=6)
HeatMap(data).add_to(m)
# m.save(os.path.join('results', 'Heatmap.html'))
m

3.5 密度地圖繪制

folium 不僅可以繪制熱力圖，還可以繪制密度地圖，按照經(jīng)緯度進(jìn)行舉例聚類，然后在地圖中顯示。

from folium.plugins import MarkerCluster

m = folium.Map([39.93, 116.38], tiles='stamentoner', zoom_start=10)

# create a mark cluster object
marker_cluster = MarkerCluster().add_to(m)

# add data point to the mark cluster
for lat, lng, label in data:
    folium.Marker(
        location=[lat, lng],
        icon=None,
        popup=label,
    ).add_to(marker_cluster)

# add marker_cluster to map
m.add_child(marker_cluster)

3.6 自定義地圖區(qū)域

folium 一個(gè)非常有優(yōu)勢(shì)的功能就是自定義區(qū)域的繪制了，只要有區(qū)域的邊界數(shù)據(jù)，就可以在地圖中以多種多樣的形式展現(xiàn)出來(lái)，這里以 folium 官方的美國(guó)地圖為例，源數(shù)據(jù)是一個(gè) .json 文件，里面包含了各個(gè)地區(qū)（美國(guó)各州）的特征（包括邊界經(jīng)緯度列表、簡(jiǎn)稱等）,源數(shù)據(jù)傳送門，其數(shù)據(jù)格式如下：

3.6.1 只繪制邊界，不添加數(shù)據(jù)

如果只要求繪制邊界，而不顯示邊界區(qū)域的相關(guān)信息，那么這個(gè)是比較容易的，代碼如下

import json
import requests

# read us-states border 
with open("us-states.json") as f:
    us_states = json.load(f)

us_map = folium.Map(location=[35.3, -97.6], zoom_start=4)
folium.GeoJson(
    us_states,
    style_function=lambda feature: {
        'fillColor': '#ffff00',
        'color': 'black',
        'weight': 2,
        'dashArray': '5, 5'
    }
).add_to(us_map)

#display map
us_map

3.6.2 繪制邊界，添加數(shù)據(jù)

當(dāng)需要在各個(gè)區(qū)域填充數(shù)據(jù)的時(shí)候，這個(gè)稍微麻煩點(diǎn)，不僅需要各個(gè)區(qū)域的邊界數(shù)據(jù)，還需要各個(gè)區(qū)域的顯示信息，這里同樣也使用官方的美國(guó)各州的邊界數(shù)據(jù)為例：

import geopandas as gpd
import pandas as pd
import folium, branca

states = gpd.GeoDataFrame.from_features(us_states, crs=fiona.crs.from_epsg(4326))
states.head()

我們?cè)侔咽杖氲葦?shù)據(jù)連接到上表中

abbrs = pd.read_json(open("abbrs.json"))
statesmerge = states.merge(abbrs,how='left', left_on='name', right_on='name')
statesmerge['geometry']=statesmerge.geometry.simplify(.05)
income = pd.read_csv("income.csv", dtype={"fips":str})
income['income-2015']=pd.to_numeric(income['income-2015'], errors='coerce')
income.groupby(by="state")[['state','income-2015']].median().head()
statesmerge['medianincome']=statesmerge.merge(income.groupby(by="state")[['state','income-2015']].median(), how='left', left_on='alpha-2', right_on='state')['income-2015']
statesmerge['change']=statesmerge.merge(income.groupby(by="state")[['state','change']].median(), how='left', left_on='alpha-2', right_on='state')['change']
statesmerge.head()

最終繪制出的來(lái)的地圖如下：

除此之外，還有很多非常有趣的功能，這里就不一一列舉了，感興趣的可以參考官方的文檔。

四、競(jìng)品對(duì)比與優(yōu)劣勢(shì)

國(guó)內(nèi)的競(jìng)品為百度的 pyecharts，和 folium 一樣都可以實(shí)現(xiàn)普通的地圖繪制功能，但是具體使用還有較大的區(qū)別，具體如下表

功能	pyecharts	folium	備注
世界地圖	可以	可以
中文顯示	可以	部分可以	folium地圖中標(biāo)尺、文字不能正常顯示，但是嵌入地圖中的中文可以正常顯示
交互性	好	好
區(qū)（縣）級(jí)地圖	可以	可以	folium需要區(qū)（縣）邊界數(shù)據(jù)
市級(jí)地圖	可以	可以	folium需要市邊界數(shù)據(jù)
收費(fèi)	自定義區(qū)域需要購(gòu)買百度ak	自定義區(qū)域功能免費(fèi)
靈活性	好	好
省級(jí)地圖	可以	可以	folium需要省邊界數(shù)據(jù)
美觀度	好	較好
自定義區(qū)域	部分可以	可以	pyecharts需要百度 ak，folium免費(fèi)

五、參考資料

[1] https://www.zhihu.com/question/33783546

[2] https://pypi.org/project/folium/

[3] https://nbviewer.jupyter.org/github/python-visualization/folium/tree/master/examples/

到此這篇關(guān)于Python繪制地圖神器folium的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python繪制地圖folium內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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