>>> from env_helper import info; info()
页面更新时间： 2024-04-10 15:19:42
运行环境：
Linux发行版本: Debian GNU/Linux 12 (bookworm)
操作系统内核: Linux-6.1.0-18-amd64-x86_64-with-glibc2.36
Python版本: 3.11.2
9.1. Mapnik概述¶
Mapnik是一个强大的使用地理空间数据创建地图的强大工具包 ，其核心是一个 C++ 的共享库提供空间数据访问和可视化的算法和模式，特别是包含一些地理对象，如地图、层、数据源、特征和地理几何等。它提供了一些功能，可以用来设计具有良好视觉效果的地图。Mapnik会产生地图，地图对象是Mapnik的API的核心。地图对象提供了生成图像输出格式的方法（通常是PNG或者是PDF）。
Mapnik的应用主要包括三个方面:它可以作为一个 C++ 代码的共享库；它可以用来编写 Python 脚本；还可以用来编写和处理 XML 配置文件。
Mapnik地图内部有很多图层，每一层都与数据源密切相关。每种典型的数据源（例如，Shapefile数据源、in-memory数据源、Raster数据源）都具有多种要素（如点、线、面等）。一个数据源可以指示一个shapefile文件、空间数据库、光栅图像文件或大量的其他空间数据源。在大多数情况下，建立一个数据源层是很容易的。
理解 Mapnik 的工作机制必须注意，使用Mapnik来渲染地图时顺序非常重要。它使用Painter算法来决定Z轴次序，即图层按一定顺序描绘，“顶”层在其他层之上，最后描绘。
在每一层中，地理空间数据可视化的显示是通过一种叫做symbolizer的东西控制的。虽然在Mapnik有许多不同类型的symbolizers可以利用，但是我们这里感兴趣的是三种symbolizers。
一种样式定义了图层中对象是怎么渲染的。一种样式包含了一种或多种规则，可以有选择性的限制其输出。过滤出数据源提供的对象的一个子集。例如只显示那些具有特殊属性的对象。过滤式可以选择的–对于简单的地图通常每层有一个规则，再没有其他的过滤器。每一个规则持有一个或者多个符号，这是用于在实际输出时绘制几何图形的。根据符号类和设置几何图型可以以很多种形式产生。
9.1.1. Mapnik制图快速开始¶
首先看一下Mapnik工作的主要流程。
Mapnik工作流程¶
下面我们来看如何使用Mapnik来渲染一幅世界地图。 与前面介绍的各种工具的使用方法不同，介绍 Mapnik ，首先应给出一个完整的例子，然后再横向扩展介绍各种功能。
要开始本节的编程，需要一点基础数据。这个数据是Shapefile，名称为
world_borders.shp 。
安装 Mapnik¶
首先在终端中打开一个Python编译器。
然后导入并绑定python：
建立地图对象¶
首先要建立Mapnik对象。
>>> import mapnik
>>> m = mapnik.Map(400,200,"+proj=latlong +datum=WGS84")
>>> m.background = mapnik.Color('steelblue')
>>> mapnik.render_to_file(m,'xworld.png', 'png')
map.srs 为要生成地图的投影， m.srs 缺省为：
+proj=longlat +ellps=WGS84 +datum=WGS84 +no_defs
创建一个给定宽度和高度的地图，设置背景的颜色为“steelblue”。
>>> from IPython.display import Image
>>> Image('xworld.png')
9.1.2. 创建样式¶
使用样式是用来决定数据是如何渲染的。
>>> s = mapnik.Style()
>>> r=mapnik.Rule()
>>> polygon_symbolizer = mapnik.PolygonSymbolizer()
>>> polygon_symbolizer.stroke = mapnik.Color('#0f0f0f')
>>> r.symbols.append(polygon_symbolizer)
>>> line_symbolizer = mapnik.LineSymbolizer()
>>> # line_symbolizer.stroke = mapnik.Color('rgb(50%,50%,50%)')
>>> r.symbols.append(line_symbolizer)
>>> s.rules.append(r)
>>> m.append_style('My Style',s)
上面 s 与 r ，分别是地图对象的样式与规则，
polygon_symbolizer 与 line_symbolizer
分别定义了多边形与线状要素的样式；
然后，符号添加到规则中，规则添加到样式中，样式再加入到地图中。
9.1.3. 创建数据源¶
在上面的第二步中你需要下载一个世界边界的 shapefile， 我们用 Python 把他转成一个 Mapnik 数据源。 如果 Python 编译器和下载的 shape 文件在同一个目录中， 那么你可以创建一个相对路径来创建数据源，不然就使用绝对路径。
>>> ds = mapnik.Shapefile(file='/gdata/GSHHS_c.shp')
9.1.4. 创建图层¶
图层是在Mapnik中定义的，需要指定数据源与样式。在 Mapnik 中， 可以将图层视为核心，其他所有都是围绕图层开展的。
Mapnik层包含了周围的数据源，并存储有用的属性，现在让我们创建一个层，并把数据源加进去。
名称为 world ，也可以是其他有效的名字。
>>> layer = mapnik.Layer('world')
注： layer.srs 是数据源的源投影，需要和数据坐标的投影匹配，
否则地图可能是空白的。在这种情况下，默认的srs
mapnik假设和数据的投影匹配。如果不是这种情况的话，需要把 layer.srs
设置成正确的值。
现在把数据集加到层里面。最后需要确定我们上面创建的样式也适用于层，根据其字符串参考，如下：
>>> layer.datasource = ds
>>> layer.styles.append('My Style')
9.1.5. 地图渲染¶
地图渲染是关键的一步，添加的顺序很重要。
最后把图层加到地图里，然后显示图层的全部范围，
如果你不把图层全部显示，那么输出很可能是空白的。
可以使用 zoom_all 函数，来计算 map 相关图层的最大范围。
>>> m.layers.append(layer)
>>> m.srs='+proj=longlat +ellps=WGS84 +datum=WGS84 +no_defs'
>>> m.zoom_all()
最后渲染地图。把数据写成png格式然后保存到当前目录的 world.png 。
>>> mapnik.render_to_file(m,'xworld2.png', 'png')
>>> Image('xworld2.png')
注意：如果你重新运行脚本的话，生成的地图将会被覆写。
现在你可以用文本编辑器打开脚本，改变维数，颜色或者数据源（记住当你改变数据源时要使用正确的srs）。
>>> import mapnik
>>>
>>> m = mapnik.Map(600, 300)
>>> m.background = mapnik.Color('steelblue')
>>> s = mapnik.Style()
>>> r = mapnik.Rule()
>>> polygon_symbolizer = mapnik.PolygonSymbolizer()
>>> polygon_symbolizer.fill = mapnik.Color('#f2eff9')
>>> r.symbols.append(polygon_symbolizer)
>>>
>>> line_symbolizer = mapnik.LineSymbolizer()
>>> line_symbolizer.stroke = mapnik.Color('rgb(50%,50%,50%)')
>>> line_symbolizer.stroke_width = 0.1
>>>
>>> r.symbols.append(line_symbolizer)
>>> s.rules.append(r)
>>> m.append_style('My Style', s)
>>> ds = mapnik.Shapefile(file='/gdata/GSHHS_c.shp')
>>> layer = mapnik.Layer('world')
>>> layer.datasource = ds
>>> layer.styles.append('My Style')
>>> m.layers.append(layer)
>>> m.zoom_all()
>>> mapnik.render_to_file(m, 'xx_a.png', 'png')
>>>
>>> print("rendered image to 'world.png'")
rendered image to 'world.png'
>>> from IPython.display import Image
>>> Image('xx_a.png')
9.1.6. 使用XML渲染地图¶
不同版本的 Mapnik 接口改变也比较多，从而导致 Python 绑定存在许多问题。目前在 Python Mapnik 的开发中， 很多的 issue 处于 open 状态，有的问题已经存在一年多了。 使用 Python + XML 是目前比较现实的方法。
使用Mapnik还有一个值得研究的方法。 Mapnik不但以编程方式创建symbolizers、规则、样式和图层， Mapnik还允许你使用一个地图定义文件来存储所有的信息。 这是一个用于定义生成地图的不同的Mapnik对象的XML格式的文件。
还要说明一点，你可以选择使用地图定义软件，而不是使用Python代码来创建不同的Mapnik对象通过手动的方式。 这是一个XML格式的文件，它定义了所有地图内的symbolizers、过滤器，样式和图层。 然后你Python代码只需创建一个新mapnik.Map对象，并告诉Mapnik从XML格式的文件中加载地图的内容。 这允许你地图定义的内容与Python代码分离开， 它能够生成地图并且以同样的方式作为一个HTML模板引擎分离形式和内容在Web应用程序中。
使用XML样式表来渲染地图¶
此页面将引导你通过使用python绑定和XML文件来改变地图的样式。
结果如下图所示：
首先你需要用一个python脚本来设置基本的地图参数和XML样式表中的点。
复制下面的代码然后粘贴到 world_map.py 中。
>>> import mapnik
>>> stylesheet = '/gdata/world_style.xml'
>>> image = 'xworld2.png'
>>> m = mapnik.Map(600, 300)
>>> # m = mapnik.Map(1400, 600)
>>> mapnik.load_map(m, stylesheet)
>>> mapnik.render_to_file(m,'xworld2.png', 'png')
>>> m.zoom_all()
>>> mapnik.render_to_file(m, image)
>>> print("rendered image to '%s'" % image)
rendered image to 'xworld2.png'
>>> Image('xworld2.png')
最后创建world_style.xml，参考是world_map.py。
复制XML，把文件储存在world_style.xml，和world_map.py
也在同一目录下。
现在运行Python脚本：
python world_map.py
它将会输出和入门教程匹配的相同的文件中的一个png图像。
查看这个样式文件：
>>> # %load /gdata/world_style.xml
>>> <!DOCTYPE Map>
>>> <!-- Sample Mapnik XML template by Dane Springmeyer -->
>>> <Map background-color="steelblue" srs="+proj=longlat +ellps=WGS84 +datum=WGS84 +no_defs">
>>> <Style name="My Style">
>>> <Rule>
>>> <PolygonSymbolizer fill="#f2eff9" />
>>> <LineSymbolizer stroke="rgb(50%,50%,50%)" stroke-width="0.1" />
>>> </Rule>
>>> </Style>
>>> <Layer name="world" srs="+proj=longlat +ellps=WGS84 +datum=WGS84 +no_defs">
>>> <StyleName>My Style</StyleName>
>>> <Datasource>
>>> <Parameter name="type">shape</Parameter>
>>> <Parameter name="file">/gdata/GSHHS_c.shp</Parameter>
>>> </Datasource>
>>> </Layer>
>>> </Map>