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folium 事始め

記事の目的

Foliumを使うときに同じサイトを見る確率が高い?のでまとめました。

追記:
* タイトルがややこしいので変更
* 指摘いただいたコメントの反映

概要

Leaflet.jsをPythonで利用するためのライブラリです。
Pythonで計算・加工したデータをマップ(html形式)へ落とし込むことが可能です。

GitHub:
https://github.com/python-visualization/folium

Document:
http://python-visualization.github.io/folium/docs-v0.5.0/

インストール方法

インストール要件

pythonの下記ライブラリが必要です。

必須

  • branca
  • jinja2
  • requests
  • six

使用する機能により必要

  • numpy
  • pandas
  • geopandas
  • altair etc ...

インストール方法

 pip install folium
 conda install folium -c conda-forge

基本的な使い方

1. 東京駅を中心とした地図を作製

v0.2.0では表示されていましたが、v0.5.0ではデフォルトの出力だとコピーライトが表示されなくなりました。
attrでコピーライトを指定する必要があります。

import folium

copyright_osm = '&copy; <a href="http://osm.org/copyright">OpenStreetMap</a> contributors'

_map = folium.Map(location=[35.681167, 139.767052],
  attr=copyright_osm,
)

_map.save('sample1.html')

001.jpg

Jupyterで憑依する場合は_mapと変数だけ呼び出せば表示されます。

2. 地図タイルの変更

地図タイルは変更可能です。

下記は組込みでタイル指定が可能なものの一覧です。

  • “OpenStreetMap”
  • “Mapbox Bright” (Limited levels of zoom for free tiles)
  • “Mapbox Control Room” (Limited levels of zoom for free tiles)
  • “Stamen” (Terrain, Toner, and Watercolor)

下記は組込みでタイル指定が可能なものですが、API Keyが必要です。

  • “Cloudmade” (Must pass API key)
  • “Mapbox” (Must pass API key)
  • “CartoDB” (positron and dark_matter)

※地図タイルを変更する際はコピーライトも併せて変更する必要があります。

import folium

#Stamen Tonerのコピーライト
copyright_st = '&copy; ' \
            'Map tiles by <a href="http://stamen.com">Stamen Design</a>,' \
            ' under <a href="http://creativecommons.org/licenses/by/3.0">CC BY 3.0</a>.' \
            'Data by <a href="http://openstreetmap.org">OpenStreetMap</a>,' \
            'under <a href="http://www.openstreetmap.org/copyright">ODbL</a>.'

_map = folium.Map(location=[35.681167, 139.767052],
                  attr=copyright_st,
                  tiles='Stamen Toner')

_map.save('sample2.html')

002.jpg

地図タイルはフォーマットされたURL [http://{s}.tiles.yourtiles.com/{z}/{x}/{y}.png]での指定も可能です。

import folium

#Stamen Tonerのコピーライト
copyright_st = '&copy; ' \
            'Map tiles by <a href="http://stamen.com">Stamen Design</a>,' \
            ' under <a href="http://creativecommons.org/licenses/by/3.0">CC BY 3.0</a>.' \
            'Data by <a href="http://openstreetmap.org">OpenStreetMap</a>,' \
            'under <a href="http://www.openstreetmap.org/copyright">ODbL</a>.'

_map = folium.Map(location=[35.681167, 139.767052],
                  attr=copyright_st,
                  tiles='https://stamen-tiles-{s}.a.ssl.fastly.net/toner-lite/{z}/{x}/{y}.png')

_map.save('sample3.html')

003.jpg

3. Markerの設置

import folium

#Stamen Tonerのコピーライト
copyright_st = '&copy; ' \
            'Map tiles by <a href="http://stamen.com">Stamen Design</a>,' \
            ' under <a href="http://creativecommons.org/licenses/by/3.0">CC BY 3.0</a>.' \
            'Data by <a href="http://openstreetmap.org">OpenStreetMap</a>,' \
            'under <a href="http://www.openstreetmap.org/copyright">ODbL</a>.'

_map = folium.Map(location=[35.681167, 139.767052],
                  attr=copyright_st,
                  tiles='https://stamen-tiles-{s}.a.ssl.fastly.net/toner-lite/{z}/{x}/{y}.png')

#MarkerをMapping
folium.Marker([35.681167, 139.767052], popup='<i>東京駅</i>').add_to(_map)
folium.Marker([35.697914, 139.413741], popup='<b>立川駅</b>').add_to(_map)

_map.save('sample4.html')

004.jpg

4. レイヤの設定

レイヤを設定することでタイルの変更が可能になります。

import folium
from folium.plugins import FastMarkerCluster

copyright_osm = '&copy; <a href="http://osm.org/copyright">OpenStreetMap</a> contributors'

_map = folium.Map(location=[35.681167, 139.767052],
                  attr=copyright_osm)

# Stamen Tonerのコピーライト
copyright_st = '&copy; ' \
               'Map tiles by <a href="http://stamen.com">Stamen Design</a>,' \
               ' under <a href="http://creativecommons.org/licenses/by/3.0">CC BY 3.0</a>.' \
               'Data by <a href="http://openstreetmap.org">OpenStreetMap</a>,' \
               'under <a href="http://www.openstreetmap.org/copyright">ODbL</a>.'

# レイヤを追加
_map.add_tile_layer(tiles='https://stamen-tiles-{s}.a.ssl.fastly.net/toner-lite/{z}/{x}/{y}.png',
                    name="Stamen Toner",
                    attr=copyright_st)

# レイヤコントロールを追加
folium.LayerControl().add_to(_map)

_map.save('sample5.html')

005.jpg

5. GeoJson/TopoJsonの読み込み

いつもお世話になっている都道府県のGeoJsonを参照します。

https://github.com/dataofjapan/land

GeoJsonとTopoJson

GeoJsonの仕様:

https://tools.ietf.org/html/rfc7946

TopoJsonの仕様:
https://github.com/topojson/topojson

GeoJsonは地理情報を記述するためのフォーマットです。
構造はJson形式をとっています。

TopoJsonはGeoJsonの拡張版です。GeoJsonの冗長性(重複するような線)を単一化し、
データを効率的に記述している、そうです。

TopoJsonの場合

import folium

#Stamen Tonerのコピーライト
copyright_st = '&copy; ' \
            'Map tiles by <a href="http://stamen.com">Stamen Design</a>,' \
            ' under <a href="http://creativecommons.org/licenses/by/3.0">CC BY 3.0</a>.' \
            'Data by <a href="http://openstreetmap.org">OpenStreetMap</a>,' \
            'under <a href="http://www.openstreetmap.org/copyright">ODbL</a>.'

_map = folium.Map(location=[35.681167, 139.767052],
                  attr=copyright_st,
                  zoom_start=9,
                  tiles='Stamen Toner')

#データ
data_path = './japan.topojson'

#TopoJson読み込み
#object_pathはTopoJson内の読み込み先を指定すること
folium.TopoJson(
    data=open(data_path, encoding='utf-8'),
    object_path='objects.japan',
    name="topojson"
).add_to(_map)

folium.LayerControl().add_to(_map)

_map.save('sample6.html')

006.jpg

GeoJsonとの相違点

先に記述した通り、データ容量ではGeoJson>TopoJsonとなります。
htmlへ出力する場合、TopoJsonを利用したほうがデータ容量を削減することが可能です。

6.HeatMap

国土数値情報ダウンロードサービスから東京都の公園の情報をダウンロードしてサンプルとして使います。
こちらを参考にしてShapeファイルかGeoJsonへ変換します。

import folium
from folium.plugins import HeatMap
import json

copyright_st = '&copy; ' \
            'Map tiles by <a href="http://stamen.com">Stamen Design</a>,' \
            ' under <a href="http://creativecommons.org/licenses/by/3.0">CC BY 3.0</a>.' \
            'Data by <a href="http://openstreetmap.org">OpenStreetMap</a>,' \
            'under <a href="http://www.openstreetmap.org/copyright">ODbL</a>.'

_map = folium.Map(location=[35.699551, 139.485604],
                  attr=copyright_st,
                  zoom_start=9,
                  tiles='Stamen Toner')


with open('./tokyo-park.json', 'r', encoding='utf-8') as fp:
    park_data = json.load(fp)

#緯度経度の並びの修正
data = list()
for d in park_data['features']:
    point = d['geometry']['coordinates']
    location = point[1], point[0]
    data.append(location)

HeatMap(data, radius=15).add_to(_map)

_map.save('Heatmap.html')

001.jpg

7.MarkerCluster

HeatMapと同データを利用してMarkerClusterを表示します。
MarkerClusterは多くのPointを表示する際に描画が早くて助かります(かわりにサイズが重くなりますが・・・)

import folium
from folium.plugins import MarkerCluster

import json

copyright_st = '&copy; ' \
            'Map tiles by <a href="http://stamen.com">Stamen Design</a>,' \
            ' under <a href="http://creativecommons.org/licenses/by/3.0">CC BY 3.0</a>.' \
            'Data by <a href="http://openstreetmap.org">OpenStreetMap</a>,' \
            'under <a href="http://www.openstreetmap.org/copyright">ODbL</a>.'

_map = folium.Map(location=[35.699551, 139.485604],
                  attr=copyright_st,
                  zoom_start=11,
                  tiles='Stamen Toner')


with open('./tokyo-park.json', 'r', encoding='utf-8') as fp:
    park_data = json.load(fp)


marker_cluster = MarkerCluster(
    name='tokyo park',
    overlay=True,
    control=False,
    icon_create_function=None
)

for d in park_data['features']:
    point = d['geometry']['coordinates']
    location = point[1], point[0]
    marker = folium.Marker(location=location)
    popup = 'lon:{}<br>lat:{}'.format(location[1], location[0])
    folium.Popup(popup).add_to(marker)
    marker_cluster.add_child(marker)

marker_cluster.add_to(_map)

_map.save('MarkerCluster.html')

002.jpg

8.

また今度。。。

  • コロプレス図
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