如何在Python的Basemap中为pcolor图设置对数刻度？

问题原因 #

LogNorm要求传入的vmin和vmax必须是正数——对数函数无法处理0或负数。你的报错大概率是elev数据中包含了≤0的数值，导致elev.min()≤0，违反了LogNorm的参数要求。

解决方案 #

1. 先排查数据 #

先打印数据极值确认问题：

print("elev最小值:", elev.min())
print("elev最大值:", elev.max())

如果最小值≤0，就需要处理数据或更换归一化方式。

2. 方法一：替换非正数数据（适用于数据应全为正数的场景） #

如果数据里的0或负值是异常值，可以将其替换为一个极小的正数（比如浮点数的最小精度值）：

import numpy as np
import matplotlib.colors as colors
import cmocean
from mpl_toolkits.basemap import Basemap
import matplotlib.pyplot as plt

# 处理数据：将≤0的值替换为极小正数
elev_clean = np.where(elev <= 0, np.finfo(float).eps, elev)

# 绘制pcolor
cs = m.pcolor(xi, yi, np.squeeze(elev_clean), 
              norm=colors.LogNorm(vmin=elev_clean.min(), vmax=elev_clean.max()),
              cmap=cmocean.cm.deep_r)

# 添加色标
cbar = m.colorbar(cs, location='bottom', pad="10%")
cbar.set_label(elev_units)

plt.show()

3. 方法二：使用SymLogNorm（适用于数据本身包含0/负数的场景） #

如果数据本身存在负数或0，且需要保留这些值的显示，可以用SymLogNorm——它会在0附近采用线性刻度，其余部分用对数刻度：

cs = m.pcolor(xi, yi, np.squeeze(elev), 
              norm=colors.SymLogNorm(linthresh=0.1, vmin=elev.min(), vmax=elev.max()),
              cmap=cmocean.cm.deep_r)

# 色标部分不变
cbar = m.colorbar(cs, location='bottom', pad="10%")
cbar.set_label(elev_units)
plt.show()

其中linthresh参数控制线性刻度的范围，比如设置为0.1，意味着-0.1到0.1之间用线性刻度，之外用对数刻度。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者nia