[Python知识库]【无标题】

Python实现地图栅格化

引言
以2021年美赛B题为背景，研究为了应对澳洲山火的无人机配比问题。
在正式进入求解之前，我们需要对地图环境进行建模。
一般来说，求解无人机路径问题时，我们选择对地图数据栅格化处理，然后将之由GIS信息转化为可供编程求解的信息。
地图栅格化思路
为了将地图栅格化，我们要明白格子是如何生成的，
两种思路：
1.生成两组连续的数，在地图上互相划线，即一组代表起始点数组，另一组代表终止点数组。
2.一个格子一个格子画，确定好格子四周的信息，然后循环画格子。

本文将使用第二种方法进行绘图，python代码如下
我们将使用python的folium库进行绘图
这个库应该需要用conda命令进行安装，或者在其他的相关库配备完全的情况下可以用pip直接安装。
对于另外的地理信息绘图库Geopandas，我们需要先从网页下载几个whl文件，后用pip install 文件名.whl 安装这个文件，然后再pip就好

import folium
import pandas as pd
import webbrowser as wb
import numpy as np
archive = pd.read_csv('dataset_of_vctria.csv') # 导入数据集
#提取经纬度数据
latitude = archive['latitude'].head(30000)
longitude = archive['longitude'].head(30000)

m = folium.Map(location=[np.mean(latitude), np.mean(longitude)],  #表示开始时地图的起始位置
               width='100%', #窗口的宽高限制（此处指打开窗口时占据显示屏的百分比
               height='100%',
               zoom_start=5,   #初始放大倍数
               min_zoom=0,    #最小缩放倍数，由于folium地图控件有良好的交互效果，因此可以进行自由的缩放操作
               max_zoom=18,
               tiles='OpenStreetMap',  #地图类型
               attr="http://ditu.amap.com/"  #直接用这个就行了，表示的是地图来源
               )

#在地图上打点
def pointpoint(m, latitude, lontitude):
#这里创建了一个点集一类的东西用来存储新增加的点
    point = folium.map.FeatureGroup()
    for lat, lon in zip(latitude, longitude):
        point.add_child(
            folium.CircleMarker(
                (lat, lon),
                radius=2,   # 圆圈半径
                color='red', # 半径颜色
                fill=True,     # 内部填充
                fill_color='red',
                fill_opacity=1,
            )
        )
    m.add_child(point)
#生成栅格
#选定起始点 不断生成四方格 由于经纬度与距离的转换公式不同 因此需要进行增量的调整
#栅格大小 5km*5km
#生成400个格子
for i in range(20):
    for j in range(20):
    #folium.Polygon函数用来生成封闭的图形，我们需要提供四个顶点的信息
        folium.Polygon(
            [
               [-38.02 + 0.04 * j, 142.91 + i * 0.05],
                [-38.02 + 0.04 * j, 142.91 + (i + 1) * 0.05],
                [-38.02 + 0.04 * (j + 1), 142.91 + (i + 1) * 0.05],
                [-38.02 + 0.04 * (j + 1), 142.91 + i * 0.05]
            ], color='orange', weight=1
        ).add_to(m)
        '''
        如果要填充格子
        folium.Polygon(
            [
               [-38.02 + 0.04 * j, 142.91 + i * 0.05],
                [-38.02 + 0.04 * j, 142.91 + (i + 1) * 0.05],
                [-38.02 + 0.04 * (j + 1), 142.91 + (i + 1) * 0.05],
                [-38.02 + 0.04 * (j + 1), 142.91 + i * 0.05]
            ], color='orange', weight=1,fill=True, fill_color='blue', fill_opacity=0.2 # 最后一个参数是透明度（0-1）
        ).add_to(m)
        '''
m.add_child(folium.LatLngPopup())
'''
这里提一句，pycharm使用这个控件的时候可能会存在打不开这个图的问腿，所以我们采用保存为网页格式，然后用浏览器打开，但是如果数据量过大的时候会存在很难进行交互，以及卡顿的情况。
'''
m.save('map.html')
wb.open('map.html')

看看效果

放大之后
在这里我们选定一个研究区域对其火灾情况进行研究

这是我们研究的一个区域中无人机分布