Python如何使用bokeh包和geojson數(shù)據繪制地圖

更新時間：2020年03月21日 12:18:13 作者：luoheng

這篇文章主要介紹了Python如何使用bokeh包和geojson數(shù)據繪制地圖,文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值,需要的朋友可以參考下

最近要繪制倫敦區(qū)地圖，查閱了很多資料后最終選擇使用bokeh包以及倫敦區(qū)的geojson數(shù)據繪制。
bokeh是基于python的繪圖工具，可以繪制各種類型的圖表，支持geojson數(shù)據的讀取及繪制地圖。

安裝bokeh

$ pip install bokeh

軟件版本

python-3.7.7bokeh-2.0.0

數(shù)據來源

倫敦地圖數(shù)據來源于Highmaps地圖數(shù)據集。下載的是英國的地圖數(shù)據united-kindom.geo.json。需要對得到的數(shù)據進行預處理才能得到只含倫敦地區(qū)的數(shù)據。這需要對geojson數(shù)據的格式有一定的了解。在對數(shù)據進行處理之前，先看如何繪制英國地圖。

繪制英國地圖

from bokeh.plotting import curdoc, figure
from bokeh.models import GeoJSONDataSource

# 讀入英國地圖數(shù)據并傳給GeoJSONDataSource
with open("united-kindom.geo.json", encoding="utf8") as f:
  geo_source = GeoJSONDataSource(geojson=f.read())
# 設置一張畫布
p = figure(width=500, height=500)
# 使用patches函數(shù)以及geo_source繪制地圖
p.patches(xs='xs', ys='ys', source=geo_source)

curdoc().add_root(p)

上述代碼可以繪制出英國地圖。將上述代碼保存為test.py，在終端運行

$ bokeh serve --show test.py

這會自動打開瀏覽器，并顯示英國地圖。
運行結果如圖：

獲取倫敦地區(qū)數(shù)據

獲取倫敦地區(qū)數(shù)據可以手動從united-kingdom.geo.json文件中篩選出倫敦的數(shù)據，也可以先用python先把數(shù)據過濾一遍，然后將數(shù)據傳給bokeh。這需要對geojson文件格式有一定的了解，在此不詳細介紹。

from bokeh.plotting import curdoc, figure
from bokeh.models import GeoJSONDataSource
import json

# 用json庫讀取數(shù)據
with open("united-kindom.geo.json", encoding="utf8") as f:
  data = json.loads(f.read())
# 判斷是不是倫敦地區(qū)數(shù)據
def isInLondon(district):
  if 'type' in district['properties'] and 'london borough' in district['properties']['type'].lower():
    return True
  if 'type-en' in district['properties'] and 'london borough' in district['properties']['type'].lower():
    return True
  if 'woe-name' in district['properties'] and 'city of london' in district['properties']['woe-name'].lower():
    return True
  return False
# 過濾數(shù)據
data['features'] = list(filter(isInLondon, data['features']))
#
geo_source = GeoJSONDataSource(geojson=json.dumps(data))
p = figure(width=500, height=500)
p.patches(xs='xs', ys='ys', source=geo_source)

curdoc().add_root(p)

運行結果如圖：

美化

上面的倫敦地圖只是一個大概的輪廓，下面對地圖添加一系列功能。

添加各區(qū)輪廓線

p.patches(xs='xs', ys='ys', fill_alpha=0.7, # 畫輪廓線
    line_color='white', # 線的顏色
    line_width=0.5,   # 線的寬度
    source=geo_source)

現(xiàn)在地圖區(qū)域輪廓很清晰。

添加顏色

# 為每一個地區(qū)增加一個color屬性
for i in range(len(data['features'])):
  data['features'][i]['properties']['color'] = ['blue', 'red', 'yellow', 'orange', 'gray', 'purple'][i % 6]
p.patches(xs='xs', ys='ys', fill_alpha=0.7,
    line_color='white',
    line_width=0.5,
    color="color",  # 增加顏色屬性，這里的"color"對應每個地區(qū)的color屬性
    source=geo_source)

現(xiàn)在地圖五顏六色。

增加圖注

import random
# 隨機產生數(shù)據用于展示
for i in range(len(data['features'])):
  data['features'][i]['properties']['number'] = random.randint(0, 20_000)
p = figure(width=500, height=500,
    tooltips="@name, number: @number" # 使用tooltips生成圖注，@+屬性名稱，這里的name是數(shù)據中原本有的，number是新近添加的。
  )

現(xiàn)在鼠標放到區(qū)域上時，會顯示"區(qū)域名, number: 數(shù)字"。

去掉坐標軸與背景線

p.axis.axis_label = None
p.axis.visible = False
p.grid.grid_line_color = None

最終代碼

from bokeh.plotting import curdoc, figure
from bokeh.models import GeoJSONDataSource
import json
import random
with open("united-kindom.geo.json", encoding="utf8") as f:
  data = json.loads(f.read())

def isInLondon(district):
  if 'type' in district['properties'] and 'london borough' in district['properties']['type'].lower():
    return True
  if 'type-en' in district['properties'] and 'london borough' in district['properties']['type'].lower():
    return True
  if 'woe-name' in district['properties'] and 'city of london' in district['properties']['woe-name'].lower():
    return True
  return False

data['features'] = list(filter(isInLondon, data['features']))
for i in range(len(data['features'])):
  data['features'][i]['properties']['color'] = ['blue', 'red', 'yellow', 'orange', 'gray', 'purple'][i % 6]
  data['features'][i]['properties']['number'] = random.randint(0, 20_000)

geo_source = GeoJSONDataSource(geojson=json.dumps(data))
p = figure(width=500, height=500,
    tooltips="@name, number: @number")
p.patches(xs='xs', ys='ys', fill_alpha=0.7,
    line_color='white',
    line_width=0.5,
    color="color",
    source=geo_source)

p.axis.axis_label = None
p.axis.visible = False
p.grid.grid_line_color = None

curdoc().add_root(p)

倫敦地圖完成了