Эквивалент Python для Matclab Demcmap (высота +/- соответствующая карта цветов)

Question

Я ищу способ получить соответствующую карту цветов для matplotlib,

карта terrain выглядит великолепно, но цветовая шкала не основана на нуле (т. е. если масштаб 0->5000 м, диапазон 0->1000 м может иметь оттенки синего цвета, которые вы бы предположили для уровня ниже уровня моря)

например:

Эквивалент функции Matlab: demcmap

Каков наилучший способ заставить matplotlib смещать зеленые / коричневые и голубые цвета карты цветов местности вокруг нулевой отметки?

Answer 1

К сожалению, Matplotlib не обеспечивает функциональность Matlab's demcmap, На самом деле могут быть некоторые встроенные функции в Python basemap пакет, о котором я не в курсе.

Итак, придерживаясь бортовых опций matplotlib, мы можем создать подкласс Normalize построить нормализацию цвета с центром вокруг точки в середине цветовой карты. Эта техника может быть найдена в другом вопросе о Stackru и адаптирована к конкретным потребностям, а именно, чтобы установить sealevel (который, вероятно, лучше всего выбрать как 0) и значение в карте цветов col_val (в диапазоне от 0 до 1), которому должен соответствовать этот уровень моря. В случае карты местности кажется, что 0.22, соответствующий цвету бирюзы, может быть хорошим выбором.
Экземпляр Normalize может быть передан в качестве аргумента imshow, Полученные цифры можно увидеть внизу в первом ряду рисунка.

Благодаря плавному переходу вокруг уровня моря значения вокруг 0 появляются в бирюзовом цвете, что затрудняет различие между сушей и морем.
Поэтому мы можем немного изменить карту местности и вырезать эти цвета, чтобы береговая линия была лучше видна. Это делается путем объединения двух частей карты в диапазоне от 0 до 0,17 и от 0,25 до 1 и, таким образом, вырезания ее части.

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.colors

class FixPointNormalize(matplotlib.colors.Normalize):
    """ 
    Inspired by https://stackru.com/questions/20144529/shifted-colorbar-matplotlib
    Subclassing Normalize to obtain a colormap with a fixpoint 
    somewhere in the middle of the colormap.

    This may be useful for a `terrain` map, to set the "sea level" 
    to a color in the blue/turquise range. 
    """
    def __init__(self, vmin=None, vmax=None, sealevel=0, col_val = 0.21875, clip=False):
        # sealevel is the fix point of the colormap (in data units)
        self.sealevel = sealevel
        # col_val is the color value in the range [0,1] that should represent the sealevel.
        self.col_val = col_val
        matplotlib.colors.Normalize.__init__(self, vmin, vmax, clip)

    def __call__(self, value, clip=None):
        x, y = [self.vmin, self.sealevel, self.vmax], [0, self.col_val, 1]
        return np.ma.masked_array(np.interp(value, x, y))

# Combine the lower and upper range of the terrain colormap with a gap in the middle
# to let the coastline appear more prominently.
# inspired by https://stackru.com/questions/31051488/combining-two-matplotlib-colormaps
colors_undersea = plt.cm.terrain(np.linspace(0, 0.17, 56))
colors_land = plt.cm.terrain(np.linspace(0.25, 1, 200))
# combine them and build a new colormap
colors = np.vstack((colors_undersea, colors_land))
cut_terrain_map = matplotlib.colors.LinearSegmentedColormap.from_list('cut_terrain', colors)



# invent some data (height in meters relative to sea level)
data = np.linspace(-1000,2400,15**2).reshape((15,15))


# plot example data
fig, ax = plt.subplots(nrows = 2, ncols=3, figsize=(11,6) )
plt.subplots_adjust(left=0.08, right=0.95, bottom=0.05, top=0.92, hspace = 0.28, wspace = 0.15)

plt.figtext(.5, 0.95, "Using 'terrain' and FixedPointNormalize", ha="center", size=14)
norm = FixPointNormalize(sealevel=0, vmax=3400)
im = ax[0,0].imshow(data+1000, norm=norm, cmap=plt.cm.terrain)
fig.colorbar(im, ax=ax[0,0])

norm2 = FixPointNormalize(sealevel=0, vmax=3400)
im2 = ax[0,1].imshow(data, norm=norm2, cmap=plt.cm.terrain)
fig.colorbar(im2, ax=ax[0,1])

norm3 = FixPointNormalize(sealevel=0, vmax=0)
im3 = ax[0,2].imshow(data-2400.1, norm=norm3, cmap=plt.cm.terrain)
fig.colorbar(im3, ax=ax[0,2])

plt.figtext(.5, 0.46, "Using custom cut map and FixedPointNormalize (adding hard edge between land and sea)", ha="center", size=14)
norm4 = FixPointNormalize(sealevel=0, vmax=3400)
im4 = ax[1,0].imshow(data+1000, norm=norm4, cmap=cut_terrain_map)
fig.colorbar(im4, ax=ax[1,0])

norm5 = FixPointNormalize(sealevel=0, vmax=3400)
im5 = ax[1,1].imshow(data, norm=norm5, cmap=cut_terrain_map)
cbar = fig.colorbar(im5, ax=ax[1,1])

norm6 = FixPointNormalize(sealevel=0, vmax=0)
im6 = ax[1,2].imshow(data-2400.1, norm=norm6, cmap=cut_terrain_map)
fig.colorbar(im6, ax=ax[1,2])

for i, name in enumerate(["land only", "coast line", "sea only"]):
    for j in range(2):
        ax[j,i].text(0.96,0.96,name, ha="right", va="top", transform=ax[j,i].transAxes, color="w" )

plt.show()