Python中澳大利亚地图城市点绘制异常问题排查

错误原因分析 #

1. CRS基准不匹配：城市的原始经纬度属于WGS84（EPSG:4326）地理坐标系，但代码中直接将城市GeoDataFrame的CRS设为EPSG:7844（GDA2020投影坐标系），导致坐标体系混乱。
2. 绘图坐标错误：投影转换后，城市的实际绘图坐标已存储在geometry字段中，但代码仍使用原始的longs和lats列（未投影的WGS84坐标），与shapefile的投影坐标不在同一空间参考系，造成点位错位。
3. 不必要的手动设置shapefile CRS：gpd.read_file会自动读取shapefile自带的CRS信息，手动覆盖可能引发潜在问题。

修复后的完整代码 #

import geopandas as gpd
import pandas as pd
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns

# 定义城市数据
cities = ['Sydney', 'Melbourne', 'Brisbane', 'Perth', 'Adelaide', 'Gold Coast', 'Newcastle', 'Canberra', 'Wollongong', 'Sunshine Coast', 'Hobart', 'Alice Springs']
lats = [-33.865143, -37.813629, -27.469771, -31.953512, -34.928499, -28.016666, -32.916668, -35.282001, -34.4278, -26.6500, -42.8821, -23.6970]
longs = [151.209900, 144.963165, 153.025124, 115.857048, 138.600739, 153.399994, 151.750000, 149.128998, 150.8931, 153.0500, 147.3272, 133.8836]
priority = np.random.randint(1, 6, size=len(cities))

# 创建DataFrame
data = {'cityname': cities, 'lats': lats, 'longs': longs, 'priority': priority}
df = pd.DataFrame(data)

# 加载澳大利亚shapefile（自动读取CRS）
australia = gpd.read_file('STE_2021_AUST_SHP_GDA2020/STE_2021_AUST_GDA2020.shp')

# 创建城市GeoDataFrame，明确原始经纬度的CRS为WGS84（EPSG:4326）
gdf_cities = gpd.GeoDataFrame(df, geometry=gpd.points_from_xy(df.longs, df.lats), crs='epsg:4326')

# 转换城市坐标到shapefile的CRS
gdf_cities = gdf_cities.to_crs(australia.crs)

# 空间关联城市与对应的行政区
gdf_cities = gpd.sjoin(gdf_cities, australia, predicate='within')

# 绘图设置
sns.set_style("whitegrid")
fig, ax = plt.subplots(figsize=(10, 10))

# 使用投影后的geometry坐标绘制城市点
gdf_cities.plot(ax=ax, column='priority', markersize=100, legend=True, cmap='viridis')

# 绘制澳大利亚背景地图
australia.plot(ax=ax, color='lightgrey', edgecolor='white')

# 设置标题与坐标轴
plt.title('澳大利亚城市优先级分布图')
plt.xlabel('投影坐标系X')
plt.ylabel('投影坐标系Y')

# 隐藏坐标轴刻度（可选，投影坐标数值无直观地理意义）
ax.set_xticks([])
ax.set_yticks([])

plt.show()

关键修复点说明 #

• 明确城市原始坐标的CRS为EPSG:4326，再转换到shapefile的CRS，确保坐标基准统一。
• 绘图时使用gdf_cities.plot()直接调用GeoDataFrame的绘图方法，自动使用投影后的geometry坐标，替代原代码中使用原始未投影坐标的错误方式。
• 保留shapefile自动读取的CRS，不手动覆盖，避免人为错误。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Lobbie