使用 Python 和 JSON 绘制 3D 地图

在地理数据可视化领域，使用 Python 和 JSON 展示 3D 地图已经成为一种流行的方式。JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式，便于人们阅读和编写，同时也易于机器解析和生成。在这篇文章中，我们将探讨如何使用 Python 结合 JSON 数据来绘制 3D 地图，并通过一些可视化图表来呈现数据的各个方面。

准备工作

首先，确保你已经安装了以下 Python 库：

pip install numpy matplotlib plotly

我们将使用 Plotly 库来绘制 3D 地图。接下来，我们需要一些示例数据，并将其存储在 JSON 格式中。以下是一个简单的 JSON 示例：

{
    "locations": [
        {"name": "地点A", "latitude": 34.0522, "longitude": -118.2437, "value": 10},
        {"name": "地点B", "latitude": 40.7128, "longitude": -74.0060, "value": 15},
        {"name": "地点C", "latitude": 51.5074, "longitude": -0.1278, "value": 5}
    ]
}

读取 JSON 数据

我们将使用 Python 从 JSON 文件中读取数据。以下是读取 JSON 文件的代码示例：

import json

# 读取 JSON 数据
with open('data.json', 'r') as f:
    data = json.load(f)

locations = data['locations']
latitudes = [loc['latitude'] for loc in locations]
longitudes = [loc['longitude'] for loc in locations]
values = [loc['value'] for loc in locations]

绘制 3D 地图

接下来，我们使用 Plotly 绘制 3D 地图。以下是创建 3D 地图的代码示例：

import plotly.graph_objects as go

fig = go.Figure(data=[go.Scattergeo(
    lat=latitudes,
    lon=longitudes,
    mode='markers',
    marker=dict(size=values, color='rgba(0, 0, 255, 0.5)', line=dict(width=0.5)),
)])

fig.update_layout(title='3D 地图示例',
                  geo=dict(
                      scope='world',
                      showland=True,
                      landcolor='rgb(217, 217, 217)',
                      countrycolor='rgb(255, 255, 255)',
                  ))

fig.show()

生成饼状图

为了更好地展示数据，我们还可以生成一个简单的饼状图。以下是生成饼状图的代码示例：

import matplotlib.pyplot as plt

labels = [loc['name'] for loc in locations]
sizes = values

plt.pie(sizes, labels=labels, autopct='%1.1f%%', startangle=140)
plt.axis('equal')  # 使饼图为圆形
plt.title('饼状图示例')
plt.show()

状态图演示

除了饼状图，我们还可以使用状态图来表示数据流转。以下是使用 Mermaid 语法定义的状态图示例：

stateDiagram
    [*] --> 数据准备
    数据准备 --> 数据解析
    数据解析 --> 数据可视化
    数据可视化 --> [*]

结论

通过以上示例，我们展示了如何使用 Python 和 JSON 绘制 3D 地图，以及如何创建饼状图和状态图。这些技术对于数据分析及可视化非常有用，能够帮助我们更清晰地理解和展示数据。希望这篇文章能够激励你深入学习 Python 可视化库，开启你的数据可视化之旅！