PyGMT 完整入门指南：Python 地理绘图神器快速上手

PyGMT 作为 Generic Mapping Tools (GMT) 的 Python 接口，为地理数据可视化提供了强大的工具集。无论你是地球科学研究人员、地理数据分析师，还是对地图绘制感兴趣的开发者，PyGMT 都能帮助你创建专业级的地图作品。本指南将带你从零开始，快速掌握 PyGMT 的核心技能。

🚀 快速安装与环境配置

推荐使用 conda 或 mamba 进行安装，这样可以确保所有依赖项正确配置：

conda install --channel conda-forge pygmt

或者使用更快的 mamba：

mamba install --channel conda-forge pygmt

📍 第一个地图：缅因州海岸线绘制

让我们从一个简单的例子开始，创建你的第一个 PyGMT 地图：

import pygmt

# 创建图形对象
fig = pygmt.Figure()

# 绘制海岸线
fig.coast(region=[-69, -68, 43.75, 44.75], shorelines=True)

# 显示图形
fig.show()

这段代码会生成一个包含缅因州海岸线的基础地图。region 参数定义了地图的经纬度范围，shorelines=True 告诉 PyGMT 绘制海岸线。

🎨 美化地图：添加颜色与样式

基础地图已经完成，接下来让我们为地图添加色彩：

fig = pygmt.Figure()
fig.coast(
    region=[-69, -68, 43.75, 44.75],
    shorelines=True,
    land="lightgreen",
    water="lightblue",
)
fig.show()

通过设置 land 和 water 参数，我们可以分别为陆地和海洋区域上色，让地图更加生动直观。

🗺️ 配置投影系统与坐标框架

不同的地图场景需要不同的投影系统。PyGMT 支持多种投影方式：

fig = pygmt.Figure()
fig.coast(
    region=[-69, -68, 43.75, 44.75],
    shorelines=True,
    land="lightgreen", 
    water="lightblue",
    projection="M10c",  # 墨卡托投影，宽度10厘米
    frame="a",           # 自动添加坐标轴标注
)
fig.show()

🌊 进阶应用：创建等值线地图

PyGMT 不仅能绘制基础地图，还能处理复杂的地球科学数据：

import pygmt

# 加载地球高程数据
grid = pygmt.datasets.load_earth_relief(
    resolution="30s", region=[144.5, 145.5, 13, 14.5], registration="gridline"
)

# 创建等值线地图
fig = pygmt.Figure()
fig.grdimage(grid=grid, frame="a", projection="M10c", cmap="oleron")
fig.grdcontour(grid=grid, levels=500, annotation=1000)
fig.colorbar(frame=["a1000", "x+lElevation", "y+lm"])
fig.show()

📊 PyGMT 核心功能特性

多种地图投影支持

• 墨卡托投影：适合赤道附近区域
• 圆柱等距投影：保持距离比例
• 莫尔韦德投影：适合全球地图

灵活的颜色配置系统

支持标准 GMT 颜色名称、RGB 值、十六进制颜色码等多种格式。

完整的地图元素库

• 海岸线与国界
• 水体与湖泊
• 文本标注与图例
• 比例尺与指北针

🏆 为什么选择 PyGMT？

专业级输出质量：基于 GMT 的成熟技术，确保地图质量达到学术出版标准。

Pythonic 接口设计：即使没有 GMT 使用经验，也能快速上手。

丰富的科学数据集：内置多种地球科学数据集，包括高程、地质、海洋等数据。

🛠️ 项目架构深度解析

PyGMT 采用模块化设计，主要包含以下核心组件：

• pygmt/src/：核心绘图函数实现
• examples/gallery/：丰富的示例集合
• doc/api/：完整的 API 文档

💡 实用技巧与最佳实践

1. 合理选择地图分辨率

根据你的需求选择合适的数据分辨率，平衡文件大小与显示效果。

2. 善用颜色映射表

不同的 CPT (Color Palette Table) 适合不同的数据展示场景。

3. 模块化代码组织

将复杂地图分解为多个步骤，提高代码可读性和维护性。

🎯 学习路径建议

新手阶段：从 examples/intro/ 目录开始，逐步掌握基础功能。

进阶阶段：探索 examples/gallery/ 中的高级示例。

精通阶段：阅读 pygmt/src/ 源码，深入理解实现原理。

📈 实际应用场景展示

PyGMT 广泛应用于：

• 地球科学研究与论文图表制作
• 海洋学数据分析与可视化
• 行星科学探索与地图绘制
• 地理信息系统开发

🔮 未来发展趋势

PyGMT 作为开源项目，持续集成 GMT 的最新功能，为 Python 地理数据可视化生态提供强力支持。

通过本指南的学习，相信你已经对 PyGMT 有了全面的了解。现在就开始动手实践，用 PyGMT 创建属于你的专业地图作品吧！