Matplotlib+Cartopy绘图为何用crs.PlateCarree()而非crs.Geodetic()

核心误区是对两个坐标系的适用场景理解有偏差——你觉得原始经纬度属于Geodetic大地坐标范畴就该传crs.Geodetic()，实际上Cartopy里两个CRS的定位完全不同，具体差异和使用规则如下：

• crs.Geodetic() 是三维地心大地坐标系，坐标基于参考椭球面定义，虽然坐标值用经纬度表示，但描述的是三维椭球面上的曲面位置，没有内置平面映射规则，无法直接把坐标对应到Matplotlib依赖的二维画布像素坐标系上。这个CRS在Cartopy中仅适用于需要考虑地球曲率的场景，比如计算两点间大圆航线、大范围测地线距离，传入后它会自动把两点连线渲染为沿椭球面的弧线，而非平面上的直线。
• crs.PlateCarree() 是等距圆柱投影，属于标准的平面投影坐标系，它的投影规则没有任何非线性变换：直接把经度值映射为平面X坐标、纬度值映射为平面Y坐标，投影后的平面坐标数值和原始经纬度数值完全一致。我们常用的等经纬度网格温度、降水等气象/遥感数据，本身就是把经纬度直接作为笛卡尔平面XY值排列的规则格点，和PlateCarree的映射规则完全匹配。

为什么不能直接给transform传crs.Geodetic()？ #

Matplotlib的所有渲染逻辑都基于二维笛卡尔平面，Cartopy的transform参数核心作用，是把原始数据的坐标统一转换为当前地图坐标轴（即创建ax时传入的projection参数对应坐标系）的二维平面坐标，再交给Matplotlib绘制。

• 如果给格点数据传入transform=crs.Geodetic()，Cartopy会默认你要绘制的是贴在三维椭球面上的要素，会自动对坐标做曲面到平面的额外转换，不会直接把经纬度对齐为平面XY坐标，最终渲染出来的温度分布会出现位置偏移、格网扭曲的问题。
• 哪怕是手动采集的零散经纬度点位，只要你希望点位直接落在对应经纬度的平面位置上，也应该用PlateCarree作为transform，只有需要绘制跨大范围的曲面测地线路径时，才需要用到Geodetic。

快速使用准则 #

• 所有按「经度对应X、纬度对应Y」规则存储的规则格点、散点、面状矢量数据，统一用transform=crs.PlateCarree()即可。
• 仅当需要绘制沿椭球面的测地线、大圆航线等必须考虑地球曲率的线状要素时，才使用transform=crs.Geodetic()。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Yifeng