Python folium的实用功能详解

Python
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2023-07-09
Python函数用法和底层原理分析
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Python利用reportlab实现制作pdf报告
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目录
  • 前言
  • 一、​效果图
  • 二、图层控制
  • 三、指北针
  • 四、folium添加js和css
  • 五、经纬网格线
  • 1.html页面实现经纬度网格
  • 2.自定义网格线的类
  • 3.实现网格线

前言

本博客重点：folium的使用功能，图层控制、指北针、folium添加js和css、经纬网格线（栅格线）

在上一篇使用folium制作地图的博客中，我们介绍了folium制作一张地图和基本使用，然而在使用中我们还需要一些额外的标识提升我们图片的质量，folium提供了更清晰的方法和插件，虽然官方插件很全，但是有时我们也需要自定义我们自己的插件。

我讲一下我这个需求的来源，做的项目是一个地理空间查询和使用的系统，通过在前端调用高德地图api创建了一个查询区域，获取区域内的地理数据(数据库)。具体的需求就是，将查询区域和地理数据制作成一个覆盖率分析报告，报告中的其他内容都已完成，但报告中需要展示高德地图、查询区域、地理数据的完整图片这个功能卡了2个星期，主要原因是我对地理空间数据不熟悉，很多python相关库也不清楚，在构建图形的过程中走了很多弯路。

现在将整个实现过程梳理完成，希望对各位同道有帮助，跟其他文章和官网不同，本博客是以使用的优先级来讲解这个库。

一、​效果图

二、图层控制

上一篇博客讲的很基础，其实在folium官方还提供了一些更明确的方法供我们使用。就比如图层的控制。官方给方法名称是FeatureGroup，导入方式时from folium import FeatureGroup，或者folium.FeatureGroup()。具体原理我这里就不细说了，主要还是看示例：

import folium

def mappng(map_data,out_file='pdf.png'):
	#.直接构造，默认底图
	mo = folium.Map(location=[, 0])
	
    #.图层1-高德底图+数据
    fg = folium.FeatureGroup()
    #.1 高德地图
    fg.add_child(folium.TileLayer(
        tiles='http://webrd.is.autonavi.com/appmaptile?lang=zh_cn&size=1&scale=1&style=8&x={x}&y={y}&z={z}',
        attr="&copy; <a href=http://ditu.amap.com/>高德地图</a>",
        min_zoom=,
        max_zoom=,
        control=True,
        zoom_control=False,
        show=True))
    #.2添加一个点
    fg.add_child(folium.Marker(
							location=[.3311, -121.7113],
							popup="Timberline Lodge",
							icon=folium.Icon(color="green")))
  	#.3添加一个线形   
	fg.add_child(folium.PolyLine(
		locations=[[.68,115.67],
					[.85,115.48],
					[.65,115.37],
					[.68,115.67]],
		color='green', weight=, opacity=1))
 	#.4添加一个面
	fg.add_child(folium.Polygon(
	    locations=[[.68,115.67],
					[.85,115.48],
					[.65,115.37],
					[.68,115.67]], 
		color='green', weight=, 
		fill=True,fill_color = 'red'))
	#.5将我们的图层加入map
	mo.add_child(fg)
	
	#.图层2-重点数据+最上层
	fg = folium.FeatureGroup()
	fg.add_child(folium.Polygon(
	    locations=[[.68,115.67],
					[.85,115.48],
					[.65,115.37],
					[.68,115.67]], 
		color='green', weight=, 
		fill=True,fill_color = 'red'))
	mo.add_child(fg)
	
	#.将图层fg2显示在最上层,keep_in_front的参数必须是FeatureGroup或TileLayer对象
	mo.keep_in_front(fg)
	
	#.根据范围缩放地图
    mo.fit_bounds([[.68,115.67],
					[.85,115.48],
					[.65,115.37],
					[.68,115.67]])  
					
    root = mo.get_root()
    html = root.render()  # 这个拿到的就是一个html的内容
    # mo.save('text.html')

三、指北针

指北针这个功能对于地图来说不一定是必须的，但是加上总是好的。从官方和源码分析来看没有相关介绍，但是FloatImage放法可以完成这个功能。这个方法是官方文档中的插件，其实官方给了很多插件，网上使用最多的是热力图也就是HeatMap方法。

FloatImage方法实现的是将一张图片放到屏幕上，并指定图片的大小，和屏幕上的位置，参数为为整数（FloatImage方法实现了百分比转化）。我们在二代码的基础上，将图片加在了左下角。

fg.add_child(FloatImage(os.path.join(base, 'map_png', 'image', 'compass.png'), left=, bottom=10, width=5))

四、folium添加js和css

folium官方未提供添加js和css的相关方法，网上很多方法应该都是在解读源码的基础上进行的抽取，相对来说比较的单一，没有针对如何添加js和css进行相关说明。这里可以画一个folium里各种类的继承关系，方便我们更清晰的明白整个过程。

官方链接：https://www.osgeo.cn/folium/plugins.html

从源代码中可以知道，folium中实现地图功能是通过jinjia2实现数据和地图加载html的。

源码中主要使用了三种添加数据和地图的方法。这些方法存在缺陷（只能加在最前面），这些方法可以使用大多数场景，如果不涉及对map对象的操作，此三种方法可以满足要求。

1.header添加js和css

init_script = """
    var mapsPlaceholder = [];
    L.Map.addInitHook(function () {mapsPlaceholder.push(this);});
"""
# 加在header最上边
mo.get_root().header.add_child(folium.Element(init_script))

2.body添加js和css

init_script = """
    var mapsPlaceholder = [];
    L.Map.addInitHook(function () {mapsPlaceholder.push(this);});
"""
# 加在body中
mo.get_root().html.add_child(folium.Element(init_script))

3.script添加js和css

init_script = """
    var mapsPlaceholder = [];
    L.Map.addInitHook(function () {mapsPlaceholder.push(this);});
"""
# 加在script中
mo.get_root().script.add_child(folium.Element(init_script))

五、经纬网格线

上一步实现了在html文件不同位置添加js和css的方法，如果涉及到对map对象的操作，可能存在不满足的情况，比如添加经纬网格线。实现经纬网格线这个功能比较麻烦，主要存在以下困难：

1.官方没有相关的方法和插件(目前没有)；

2.folium是依赖leadlet.js实现的第三方库，想实现经纬线需要熟悉leaflet(在网上只找到一篇相关文章)；

3.上边的文章是前端完成，没有直接后端实现的方法。

4.前端实现的方法是直接构建的地图，我们这里是地图创建对象不可获取（地图对象随机生成）。

如何才能事项经纬网格线呢？

这里我们需要在map对象创建时将对象存储，在map对象创建后获取map对象并依据缩放实现网格线。这里有一个重点工作就是如何将js代码在map对象创建前后加入到html中。

其中map对象创建时将对象存储在四中已经实现，通过学习folium源码，重写了添加js的方法实现map对象创建后添加js。

1.html页面实现经纬度网格

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-" />
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge" />
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=.0" />
 
    <link
      rel="stylesheet"
      href="https://unpkg.com/leaflet@.7.1/dist/leaflet.css" rel="external nofollow" 
    />
    <script src="https://unpkg.com/leaflet@.7.1/dist/leaflet.js"></script>
 
    <title>leaflet-经纬网格</title>
    <style>
      html,
      body {
        width:%;
        height:%;
        padding:;
        margin:;
      }
      .leaflet-div-icon {
        background: none;
        border: none;
      }
    </style>
  </head>
 
  <body>
    <div id="map" style="height:%; width: 100%"></div>
 
    <script>
      let map = L.map("map", { renderer: L.canvas({ padding:.5 }) }).setView(
        [.127879288597576, 118.37905883789064],

      );
      // 添加背景图层
      L.tileLayer("https://{s}.tile.openstreetmap.org/{z}/{x}/{y}.png", {
        attribution:
          '&copy; <a href="https://www.openstreetmap.org/copyright" rel="external nofollow" >OpenStreetMap</a> contributors',
      }).addTo(map);
 
      // 创建图层
      let lonLatGridLineLayer = L.featureGroup().addTo(map);
      // 经纬网格生成方法
      let addLonLatLine = () => {
        let zoom = map.getZoom();
        let bounds = map.getBounds();
        let north = bounds.getNorth();
        let east = bounds.getEast();
        // 经纬度间隔
        let d = / Math.pow(2, zoom - 1);
        // 经线网格
        for (let index = -; index <= 360; index += d) {
          // 判断当前视野内
          if (bounds.contains([north, index])) {
            // 绘制经线
            let lonLine = L.polyline(
              [
                [-, index],
                [, index],
              ],
              { weight:, color: "blue" }
            );
            lonLatGridLineLayer.addLayer(lonLine);
            // 标注
            let text = index.toFixed() + "°";
            // 动态计算小数位数
            if (zoom >) {
              text = index.toFixed((zoom -) / 2) + "°";
            }
            let divIcon = L.divIcon({
              html: `<div style="white-space: nowrap;color:red;">${text}</div>`,
              iconAnchor: [, -5],
            });
            let textMarker = L.marker([north, index], { icon: divIcon });
            lonLatGridLineLayer.addLayer(textMarker);
          }
        }
		if(d>)d=90;
        // 纬线网格
        for (let index = -; index <= 90; index += d) {
          if (bounds.contains([index, east])) {
            let lonLine = L.polyline(
              [
                [index, -],
                [index,],
              ],
              { weight:, color: "blue" }
            );
            lonLatGridLineLayer.addLayer(lonLine);
            // 标注
            let text = index.toFixed() + "°";
            if (zoom >) {
              text = index.toFixed((zoom -) / 2) + "°";
            }
            let divIcon = L.divIcon({
              html: `<div style="white-space: nowrap;color:red;">${text}</div>`,
              iconAnchor: [(text.length +) * 6, 0],
            });
            let textMarker = L.marker([index, east], { icon: divIcon });
            lonLatGridLineLayer.addLayer(textMarker);
          }
        }
      };
      addLonLatLine();
      map.on("zoomend move", () => {
        lonLatGridLineLayer.clearLayers();
        addLonLatLine();
      });
    </script>
  </body>
</html>

2.自定义网格线的类

通过源码的类继承关系，我采取继承MacroElement类。

from branca.element import MacroElement,
from jinja import Template
from folium.vector_layers import path_options

class Jwwg(MacroElement):
    """自定义经纬线网格"""
    _template = Template("""
        {% macro script(this, kwargs) %}
                    var map = mapsPlaceholder.pop();
                    // 创建图层
                    let lonLatGridLineLayer = L.featureGroup().addTo(map);
                    // 经纬网格生成方法
                    let addLonLatLine = () => {
                        let zoom = map.getZoom();
                        let bounds = map.getBounds();
                        let north = bounds.getNorth();
                        let east = bounds.getEast();
                        // 经纬度间隔
                        let d = / Math.pow(2, zoom - 1);
                        // 经线网格
                        for (let index = -; index <= 360; index += d) {
                            // 判断当前视野内
                            if (bounds.contains([north, index])) {
                                // 绘制经线
                                let lonLine = L.polyline(
                                    [
                                        [-, index],
                                        [, index],
                                    ],
                                    {weight:, color: "blue"}
                                );
                                lonLatGridLineLayer.addLayer(lonLine);
                                // 标注
                                let text = index.toFixed() + "°";
                                // 动态计算小数位数
                                if (zoom >) {
                                    text = index.toFixed((zoom -) / 2) + "°";
                                }
                                let divIcon = L.divIcon({
                                    html: `<div style="white-space: nowrap;color:red;">${text}</div>`,
                                    iconAnchor: [, -5],
                                });
                                let textMarker = L.marker([north, index], {icon: divIcon});
                                lonLatGridLineLayer.addLayer(textMarker);
                            }
                        }
                        if (d >) d = 90;
                        // 纬线网格
                        for (let index = -; index <= 90; index += d) {
                            if (bounds.contains([index, east])) {
                                let lonLine = L.polyline(
                                    [
                                        [index, -],
                                        [index,],
                                    ],
                                    {weight:, color: "blue"}
                                );
                                lonLatGridLineLayer.addLayer(lonLine);
                                // 标注
                                let text = index.toFixed() + "°";
                                if (zoom >) {
                                    text = index.toFixed((zoom -) / 2) + "°";
                                }
                                let divIcon = L.divIcon({
                                    html: `<div style="white-space: nowrap;color:red;">${text}</div>`,
                                    iconAnchor: [(text.length +) * 6, 0],
                                });
                                let textMarker = L.marker([index, east], {icon: divIcon});
                                lonLatGridLineLayer.addLayer(textMarker);
                            }
                        }
                    };
                    addLonLatLine();
                    map.on("zoomend move", () => {
                        lonLatGridLineLayer.clearLayers();
                        addLonLatLine();
                    });
                   {% endmacro %}
                """)

    def __init__(self, **kwargs):
        super(Jwwg, self).__init__()
        self._name = 'Jwwg'
        self.options = path_options(line=True, **kwargs)

3.实现网格线

import folium

def mappng(map_data,out_file='pdf.png'):
	#.直接构造，默认底图
	mo = folium.Map(location=[, 0])
	
    #.图层1-高德底图+数据
    fg = folium.FeatureGroup()
    #.1 高德地图
    fg.add_child(folium.TileLayer(
        tiles='http://webrd.is.autonavi.com/appmaptile?lang=zh_cn&size=1&scale=1&style=8&x={x}&y={y}&z={z}',
        attr="&copy; <a href=http://ditu.amap.com/>高德地图</a>",
        min_zoom=,
        max_zoom=,
        control=True,
        zoom_control=False,
        show=True))
    #.2添加一个点
    fg.add_child(folium.Marker(
							location=[.3311, -121.7113],
							popup="Timberline Lodge",
							icon=folium.Icon(color="green")))
  	#.3添加一个线形   
	fg.add_child(folium.PolyLine(
		locations=[[.68,115.67],
					[.85,115.48],
					[.65,115.37],
					[.68,115.67]],
		color='green', weight=, opacity=1))
 	#.4添加一个面
	fg.add_child(folium.Polygon(
	    locations=[[.68,115.67],
					[.85,115.48],
					[.65,115.37],
					[.68,115.67]], 
		color='green', weight=, 
		fill=True,fill_color = 'red'))
	#.5将我们的图层加入map
	mo.add_child(fg)
	#.根据范围缩放地图
    mo.fit_bounds([[.68,115.67],
					[.85,115.48],
					[.65,115.37],
					[.68,115.67]])  
    # 网格线
    init_script = """
        var mapsPlaceholder = [];
        L.Map.addInitHook(function () {mapsPlaceholder.push(this);});
    """			
    mo.get_root().script.add_child(folium.Element(init_script))
   	Jwwg().add_to(mo)
   	
    root = mo.get_root()
    html = root.render()  # 这个拿到的就是一个html的内容
    # mo.save('text.html')
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