Python quiver 和 pcolormesh 没有完全对齐

Question

我正在尝试用风速的 pcolormesh 在地图上叠加风场的箭袋图。

from mpl_toolkits.basemap import Basemap
from pylab import * 

lonMin = 115.5
lonMax = 124.5
latMin = 10
latMax = 20

res = 0.25
lonGrid = arange(lonMin, lonMax, res)
latGrid = arange(latMin, latMax, res)
lonGrid,latGrid = meshgrid(lonGrid,latGrid)

u = random(lonGrid.shape)
v = random(lonGrid.shape)
m = Basemap(llcrnrlon=lonMin,llcrnrlat=latMin,urcrnrlon=lonMax,urcrnrlat=latMax, resolution = 'i')

m.pcolormesh(lonGrid, latGrid, sqrt(u**2+v**2))
m.quiver(lonGrid,latGrid,u,v, latlon = 'true')
m.drawcoastlines()
m.fillcontinents()

这给了我类似下面的情节

我注意到两件事：

箭袋箭头从 pcolormesh 生成的像素的左下角发出，而不是中心
绘图的上边界和最右边界未着色

这里到底发生了什么，我该如何解决？

Answer 1

您的代码存在一些问题。

首先，避免使用 from pylab import *，那会严重污染你的命名空间。

其次，顶部和右侧的缺失数据：这是由于 pcolormesh 的行为所致，它模仿了同名的 MATLAB 函数。引用 the functionally similar pcolor 的文档，其中对此进行了解释：

pcolor(X, Y, C, **kwargs)

[...]

Ideally the dimensions of X and Y should be one greater than those of C; if the dimensions are the same, then the last row and column of C will be ignored.

所以你可以使用latitudes/longitudes的辅助数组来去掉空边框。或者，我建议使用 imshow，其底图版本会自动调整比例，使绘制的图像跨越可见地图。将您的 pcolormesh 呼叫切换到

m.imshow(sqrt(u**2+v**2),interpolation='none')

你得到

现在，最后一个问题是您如何尝试可视化数据。你的数据是什么？在上图中，数据点对应于每个“像素”的右下角，即 (lat,lon) 点所在的位置。所以现在的可视化是这样的：每个箭头从它对应的点开始，每个像素点对应它左下角的数据。

您想做的是以某种方式将这些箭头移动到像素的中心。如果你想要精确，你实际上需要移动像素，因为箭袋图是根据定义它应该在的地方。另一种选择是按原样保留地图，并移动箭袋图（此版本背后的基本原理是您离散化数据，并且在像素尺度上，将 arrows/pixels 放在哪里并不重要） .

因为在我看来，如果你的箭袋箭头保持在原处会更准确，我建议将整个底图移动半个 (lat,lon) 单位，以便像素以实际数据点为中心。您可以通过将 pivot='middle' 选项传递给 quiver 来使其最漂亮：在这种情况下，您的箭头将以数据点为中心（位于每个像素的中间）而不是来自所述点：

from mpl_toolkits.basemap import Basemap
#from pylab import * 
from pylab import arange,meshgrid,random,sqrt

lonMin = 115.5
lonMax = 124.5
latMin = 10
latMax = 20

res = 0.25
lonGrid = arange(lonMin, lonMax, res)
latGrid = arange(latMin, latMax, res)
lonGrid,latGrid = meshgrid(lonGrid,latGrid)

u = random(lonGrid.shape)
v = random(lonGrid.shape)
m = Basemap(llcrnrlon=lonMin-res/2,llcrnrlat=latMin-res/2,
            urcrnrlon=lonMax-res/2,urcrnrlat=latMax-res/2,
            resolution='i') # shifted!
# data corresponds to (latGrid,lonGrid)
# basemap plot is shifted with (-res/2,-res/2)
# imshow will automatically use the visible map anyway

m.imshow(sqrt(u**2+v**2), interpolation='none')
m.quiver(lonGrid,latGrid,u,v, latlon='true', pivot='middle')
m.drawcoastlines()
m.fillcontinents()

结果图看起来相当不错，现在也很明显颜色与箭头的大小有关：

Python quiver 和 pcolormesh 没有完全对齐

Python quiver and pcolormesh not lining up exactly right

python

plot

matplotlib

matplotlib-basemap