如何使用 cartopy 和 matplotlib 绘制天梭？

Question

为了绘制天空图我刚从Basemap切换到cartopy，我更喜欢它 .

（主要原因是底图在某些计算机上出现段错误，我无法修复）。

我唯一遇到的困难是获得一个天梭圆（用于显示我们 telescope 的视锥）

这是一些绘制随机星星的示例代码（我使用真实的星表）：

import matplotlib.pyplot as plt
from cartopy import crs
import numpy as np

# create some random stars:

n_stars = 100
azimuth = np.random.uniform(0, 360, n_stars)
altitude = np.random.uniform(75, 90, n_stars)
brightness = np.random.normal(8, 2, n_stars)

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(1,1,1, projection=crs.NorthPolarStereo())
ax.background_patch.set_facecolor('black')

ax.set_extent([-180, 180, 75, 90], crs.PlateCarree())

plot = ax.scatter(
    azimuth,
    altitude,
    c=brightness,
    s=0.5*(-brightness + brightness.max())**2,
    transform=crs.PlateCarree(),
    cmap='gray_r',
)

plt.show()

如何向该图像添加具有一定半径（以度为单位）的天梭圆？ https://en.wikipedia.org/wiki/Tissot%27s_indicatrix

Answer 1

我一直想返回并添加 GeographicLib 中的两个函数，这两个函数提供正向和逆向测地线计算，这只是通过在给定的适当方位角处采样来计算测地圆的简单问题 lat/lon/radius. las，我还没有这样做，但是在 pyproj 中有一个相当原始（但有效）的包装器来实现该功能。

然后要实现天梭指示器，代码可能类似于：

import matplotlib.pyplot as plt

import cartopy.crs as ccrs
import numpy as np

from pyproj import Geod
import shapely.geometry as sgeom


def circle(geod, lon, lat, radius, n_samples=360):
    """
    Return the coordinates of a geodetic circle of a given
    radius about a lon/lat point.

    Radius is in meters in the geodetic's coordinate system.

    """
    lons, lats, back_azim = geod.fwd(np.repeat(lon, n_samples),
                                     np.repeat(lat, n_samples),
                                     np.linspace(360, 0, n_samples),
                                     np.repeat(radius, n_samples),
                                     radians=False,
                                     )
    return lons, lats


def main():
    ax = plt.axes(projection=ccrs.Robinson())
    ax.coastlines()

    geod = Geod(ellps='WGS84')

    radius_km = 500
    n_samples = 80

    geoms = []
    for lat in np.linspace(-80, 80, 10):
        for lon in np.linspace(-180, 180, 7, endpoint=False):
            lons, lats = circle(geod, lon, lat, radius_km * 1e3, n_samples)
            geoms.append(sgeom.Polygon(zip(lons, lats)))

    ax.add_geometries(geoms, ccrs.Geodetic(), facecolor='blue', alpha=0.7)

    plt.show()


if __name__ == '__main__':
    main()

如何使用 cartopy 和 matplotlib 绘制天梭？

How to plot a tissot with cartopy and matplotlib?

matplotlib

cartopy