Cartopy中set_extent导致圆形绘图边缘被裁剪的问题及解决方法

成因分析 #

当调用 set_extent 时，Cartopy会将你传入的PlateCarree坐标系下的矩形地理范围，转换为当前Orthographic投影下的边界框，并将绘图轴的显示范围调整为这个边界框的大小。由于Orthographic投影的圆形边缘代表可见半球的边界，而转换后的边界框是矩形，因此绘图时会裁剪掉超出矩形范围的圆形部分，导致原本的圆形绘图变成带裁剪边缘的矩形。

解决方法 #

以下两种方式可以有效保持绘图的圆形边缘：

方法1：手动调整轴范围适配圆形（兼容所有Cartopy版本） #

在设置完范围后，重新计算轴的显示范围，确保其为包含目标区域的正方形，从而完整显示圆形边界：

# 先设置目标地理范围
ax1.set_extent([lon_ref.min(), lon_ref.max(), lat_ref.min(), lat_ref.max()], crs=ccrs.PlateCarree())

# 获取当前轴的范围
x_min, x_max = ax1.get_xlim()
y_min, y_max = ax1.get_ylim()

# 计算正方形范围的中心和边长
center_x = (x_min + x_max) / 2
center_y = (y_min + y_max) / 2
side_length = max(x_max - x_min, y_max - y_min)

# 设置正方形轴范围，确保圆形边界完整显示
ax1.set_xlim(center_x - side_length/2, center_x + side_length/2)
ax1.set_ylim(center_y - side_length/2, center_y + side_length/2)

方法2：使用keep_aspect参数（Cartopy 0.18及以上版本） #

Cartopy 0.18版本新增了keep_aspect参数，设置为True可直接保持投影的原始宽高比，避免圆形边缘被裁剪：

ax1.set_extent([lon_ref.min(), lon_ref.max(), lat_ref.min(), lat_ref.max()], 
               crs=ccrs.PlateCarree(), keep_aspect=True)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Victoire Buffet