Question

我有一套1000个坐标，每个坐标代表一个特定州的城市中心。这些城镇属于20个县之一，我知道哪个城镇属于哪个县。我希望根据每个县的数据为地图着色。例如，如果一个县的值为100％，那么我希望将该县的颜色设置为深红色，如果一个县与0％相关联，那么我将将该地图的这部分颜色设置为白色。

我没有每个县的边界，因为这些是旧县，并且涉及大量的工作来追踪旧地图的边界。我有国家的边界，包括岛屿和湖泊等。

所以这是我的数据：

Town1 50.1,4.89 County1    
Town2 49.9,4.78 County1    
Town3 50.3,4.59 County1    
Town4 50.2,4.99 County1    
Town5 50.0,4.99 County1    
...
Town1000 57.0,8.33 County20

和

County1 100%   
County2 100%   
County3 68%   
...
County20 0%

以及州界限。

解决方案1：因此，创建我想要的地图的一种方法可能是围绕每个坐标（城镇）创建多边形，此多边形表示地图上距离该城镇最近的所有区域，并且更接近其他城镇。然后我根据其县的数据为这个多边形着色。

解决方案2：也许更好的方法是在城镇之间混合颜色。因此，如果我在不同的县有两个相邻的城镇，一个有100％，一个有0％，那么它们之间的中间点将是粉红色（深红色和白色之间）。

所以我希望以图像文件的形式编程生成这个地图，这个文件很容易扩展，我可以将它导入Photoshop之类，以便添加其他元素。在这种情况下你会推荐SVG吗？

我可以使用哪种库或算法来生成解决方案1中所需的多边形？

是否有一个库可用于生成一个SVG文档，其中包含解决方案2所需的渐变网格？

我希望尽可能使用Python3，但我对其他语言持开放态度。我也对SVG的其他解决方案和替代方案持开放态度。

我正在使用MacOS。

Answer 1

您的第一种方法称为Voronoi diagramm

请参阅wikipedia

中的说明

对于使用D3库的javascipt

，这种图表有一个解决方案

D3 approach

为了完成这个解决方案，我在这里粘贴M.Bostock示例中的代码

var w = 1280,
    h = 800;

var projection = d3.geo.azimuthal()
    .mode("equidistant")
    .origin([-98, 38])
    .scale(1400)
    .translate([640, 360]);

var path = d3.geo.path()
    .projection(projection);

var svg = d3.select("body").insert("svg:svg", "h2")
    .attr("width", w)
    .attr("height", h);

var states = svg.append("svg:g")
    .attr("id", "states");

var cells = svg.append("svg:g")
    .attr("id", "cells");

d3.json("us-states.json", function(collection) {
  states.selectAll("path")
      .data(collection.features)
    .enter().append("svg:path")
      .attr("d", path);
});

d3.csv("airports.csv", function(airports) {
  var positions = [];

  airports.forEach(function(airport) {
    positions.push(projection([+airport.longitude, +airport.latitude]));
  });

  // Compute the Voronoi diagram of airports' projected positions.
  var polygons = d3.geom.voronoi(positions);

  var g = cells.selectAll("g")
      .data(airports)
    .enter().append("svg:g");

  g.append("svg:path")
      .attr("class", "cell")
      .attr("d", function(d, i) { return "M" + polygons[i].join("L") + "Z"; })
      .on("mouseover", function(d, i) {
        d3.select("#footer span").text(d.name);
        d3.select("#footer .hint").text(d.city + ", " + d.state);
      });

  g.append("svg:circle")
      .attr("cx", function(d, i) { return positions[i][0]; })
      .attr("cy", function(d, i) { return positions[i][1]; })
      .attr("r", 1.5);
});

使用OpenGL和Gouraud着色可以轻松实现第二个解决方案，但是将其导出到SVG（或者除了位图之外的任何其他内容）并不容易。我会考虑任何替代方案。

Answer 2

对于python中的Solution1，您可以在scipy中使用Voronoi Diagrams。以下代码（此SO post的修改版本）创建了一个voronoi图表，根据每个国家/地区的值使用不同的alpha绘制它并将其保存到图像Map.png：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from scipy.spatial import Voronoi, voronoi_plot_2d
import random

# make up data points
points = np.random.rand(15,2)
values = np.random.uniform(low=0.0, high=1.0, size=(len(points),))

# compute Voronoi tesselation
vor = Voronoi(points)

# plot
voronoi_plot_2d(vor)

# colorize
for region, value in zip(vor.regions, values):
    if not -1 in region:
        polygon = [vor.vertices[i] for i in region]
        plt.fill(*zip(*polygon), color='r',  alpha=value)

plt.savefig('Map.png')

您的积分应加载到第7行的points变量和第8行的values变量中的国家/地区百分比中。

Answer 3

虽然有强大的通用数据表示框架，但这个特定任务的适当工具是GIS。我将尝试解释如何在QGIS中执行此操作。

准备数据以导入QGIS。

使用以下格式创建包含数据的CSV文件：

Town,X,Y,County,Value
Town1,50.1,4.89,County1,100
Town2,49.9,4.78,County1,100
Town3,50.3,4.59,County1,100
Town4,50.2,4.99,County1,100
Town5,50.0,4.99,County1,100
...
Town1000,57.0,8.33,County20,0

将其添加为CSV（分隔文本）图层
- 图层 - ＆gt;添加图层 - ＆gt;添加分隔文本图层
自定义已创建图层的样式，以获得您在第二个版本中描述的热图。
- 右键单击图层面板上的图层标题（左下角） - ＆gt;属性 - ＆gt;符号
- 更改＆＃34;单个符号＆＃34;下载到＆＃34;热图＆＃34;
- 点击＆＃34;应用＆＃34;
- 选择＆＃34;价值＆＃34;字段（请记住它以CSV格式？）在＆＃34;权重点中按＆＃34;
- ＆＃34;应用＆＃34;
- 根据需要调整其他参数（颜色渐变，半径）
从此图层
创建Voronoi多边形
- 矢量 - ＆gt;几何工具 - ＆gt; Voronoi多边形
- 点击＆＃34; ...＆＃34;在目标图层路径输入框附近，选择＆＃34;保存到文件＆＃34;，将其保存到GeoJSON图层（QGIS不支持CSV格式的多边形图层，如果您了解，可以选择其他格式）。
- 点击＆＃34;在后台运行＆＃34;。
自定义新创建的图层的样式，以使每个县的区域以不同的颜色着色。
- 右键单击图层面板上的图层标题（左下角） - ＆gt;属性 - ＆gt;符号
- 选择＆＃34;分类＆＃34;而不是＆＃34;单个符号＆＃34;
- 选择＆＃34;县＆＃34;在＆＃34;列＆＃34;下拉
- 点击＆＃34;分类＆＃34;为所有县分配颜色
- ＆＃34;应用＆＃34;
从当前地图创建SVG：
- 项目 - ＆gt;新的打印布局
- 点击＆＃34;在布局中添加新地图＆＃34;工具面板上的按钮，绘制大矩形的地图，将其放置在布局上。
- 点击＆＃34;导出为SVG＆＃34;

这就是全部。

Voronoi多边形上的黑到透明热图 - https://svgshare.com/s/5MZ。

仅限热图 - https://svgshare.com/s/5ND。

我用来生成数据的脚本 - https://gist.github.com/ei-grad/1355223cd8a3c6ba16deb454ddef50b4。

根据一组坐标

3 个答案: