能否将NetworkX网络图叠加在OpenStreet风格PNG地图底图上？

需求背景：
需绘制汽车行程网络图并叠加在街道风格地图上，现有两个DataFrame（locations存储位置、journeys存储行程），已用NetworkX构建网络图，但Basemap无道路细节、ArcGIS无法渲染地图，想尝试用PNG格式城市地图作为底图叠加，询问是否可行。

当然可行，以下是具体实现思路和步骤：

核心逻辑 #

把PNG底图加载到Matplotlib画布后，将NetworkX的节点、边通过经纬度与底图像素坐标的映射关系绘制在底图上方，核心是完成地理坐标到像素坐标的转换。

完整代码实现 #

1. 先安装依赖库 #

pip install pandas networkx matplotlib pillow

2. 代码示例 #

import pandas as pd
import networkx as nx
import matplotlib.pyplot as plt
from PIL import Image

# 加载位置与行程数据
locations = pd.DataFrame({'ID':[1,2,3],
                          'latitude':[40.710736,40.556678,40.778363],
                          'longitude':[-73.962940,-74.189803,-73.943489]})
journeys = pd.DataFrame({'from':[1,1,3], 'to':[2,3,2], 'count':[3,5,2] })

# 创建NetworkX有向图
graph = nx.from_pandas_edgelist(journeys, source='from', target='to',
                                edge_attr='count', create_using=nx.DiGraph())

# 加载PNG底图（替换为你的本地地图路径）
map_img = Image.open('city_map.png')
img_width, img_height = map_img.size

# 定义经纬度转像素坐标的函数
# 需提前获取PNG底图对应的经纬度边界（左下角/右上角）
lon_min, lon_max = -74.2, -73.9
lat_min, lat_max = 40.5, 40.8

def latlon_to_pixel(lat, lon):
    # 计算经度对应的x像素
    x = (lon - lon_min) / (lon_max - lon_min) * img_width
    # 反转y轴（Matplotlib原点在左上角，地理纬度原点在左下角）
    y = (lat_max - lat) / (lat_max - lat_min) * img_height
    return (x, y)

# 生成节点的像素位置字典
pos = {}
for idx, row in locations.iterrows():
    pos[row['ID']] = latlon_to_pixel(row['latitude'], row['longitude'])

# 绘制底图与网络图
fig, ax = plt.subplots(figsize=(10, 10))
ax.imshow(map_img)

# 绘制节点、边
nx.draw_networkx_nodes(G=graph, pos=pos, nodelist=graph.nodes(),
                       node_color='r', alpha=0.8, node_size=150, ax=ax)
nx.draw_networkx_edges(G=graph, pos=pos, edge_color='g', alpha=0.5, arrows=True, ax=ax)
# 可选：添加行程数量标签
nx.draw_networkx_edge_labels(G=graph, pos=pos, edge_labels={(u, v): d['count'] for u, v, d in graph.edges(data=True)}, ax=ax)

# 隐藏坐标轴
ax.axis('off')
plt.show()

关键注意事项 #

• 底图经纬度校准：必须准确获取PNG地图的经纬度边界（可从下载来源获取，或用工具标记边角坐标），否则节点位置会偏移。
• 坐标反转：Matplotlib的y轴方向与地理纬度相反，转换时必须反转y坐标。
• 透明度设置：调整节点、边的alpha参数，避免遮挡底图的街道细节。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者SlowBear