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Wrong coordinates returned by `AreaDefintion.get_lonlats` for some projections in out-of-Earth locations

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Valutazione

Difficoltà
4/5
Tempo stimato
3-5 giorni
Idoneità per principianti
35/100
Tipo di issue
Bug
Chiarezza
Abbastanza chiara
Stato di attività
Ferma
Stack tecnologico
numpy, python
Ambito
data

Direzione di ricerca

Inizia eseguendo l’esempio di proiezione cartopy fornito e analizza AreaDefinition.get_lonlats(), get_proj_coords() e la chiamata inversa a pyproj Transformer mostrata nell’issue. Confronta i risultati al di fuori della Terra con i valori inf attesi per le proiezioni elencate, quindi aggiungi una copertura di regressione che dimostri la corretta gestione delle coordinate non valide e verifica che il ricampionamento non utilizzi più i valori errati.

Scritto dal modello di indicizzazione a partire dal testo della issue.

Descrizione

In the context of https://github.com/pytroll/pyresample/pull/546, I was testing that the new boundary extraction methodology works for all projections available in cartopy, and I stumbled in wrong values returned by AreaDefinition.get_lonlats().
After a quick investigation, the error seems to arise from wrong results by pyproj transformations !

Here below I provide a code that enable to visualize the wrong coordinates as well as snapshot of what is going on for some of the problematic projections.

Problem description

The wrong results occurs only for some CRS in out-of-Earth locations.
Usually pyproj returns np.inf values in out-of-Earth locations, while with the projections listed below, AreaDefinition.get_lonlats() returns wrong/bad longitude/latitude values. In a couple of cases, even returns latitudes outside the (-90, 90) bounds.

NOTE1: These errors causes wrong resampling with pyresample !

NOTE2: Note that for all cartopy projections not listed below, pyproj returns the correct results !

Expected Output

Usually pyproj returns np.inf values in out-of-Earth locations.

Code Sample, a minimal, complete, and verifiable piece of code
import numpy as np 
import pyproj 
import cartopy
from pyresample.future.geometry import AreaDefinition 
import matplotlib.pyplot as plt 


list_bugs = [ 
    cartopy.crs.EquidistantConic(central_longitude=0.0, central_latitude=0.0, false_easting=0.0, false_northing=0.0, standard_parallels=(20.0, 50.0), globe=None),
    cartopy.crs.AzimuthalEquidistant(central_longitude=0.0, central_latitude=0.0, false_easting=0.0, false_northing=0.0, globe=None),
    cartopy.crs.AlbersEqualArea(central_longitude=0.0, central_latitude=0.0, false_easting=0.0, false_northing=0.0, standard_parallels=(20.0, 50.0), globe=None),
    cartopy.crs.LambertConformal(central_longitude=-96.0, central_latitude=39.0, false_easting=0.0, false_northing=0.0, standard_parallels=(33, 45), globe=None, cutoff=-30),
    cartopy.crs.EqualEarth(central_longitude=0, false_easting=None, false_northing=None, globe=None),
    cartopy.crs.Hammer(central_longitude=0, false_easting=None, false_northing=None, globe=None),
    cartopy.crs.Sinusoidal(central_longitude=0.0, false_easting=0.0, false_northing=0.0, globe=None),
    cartopy.crs.EckertI(central_longitude=0, false_easting=None, false_northing=None, globe=None),
    cartopy.crs.EckertII(central_longitude=0, false_easting=None, false_northing=None, globe=None),
    cartopy.crs.EckertIII(central_longitude=0, false_easting=None, false_northing=None, globe=None),
    cartopy.crs.EckertIV(central_longitude=0, false_easting=None, false_northing=None, globe=None),
    cartopy.crs.EckertV(central_longitude=0, false_easting=None, false_northing=None, globe=None),
    cartopy.crs.EckertVI(central_longitude=0, false_easting=None, false_northing=None, globe=None),
]

cartopy_crs = list_bugs[1]
for cartopy_crs in list_bugs:
    name = type(cartopy_crs).__name__
    x_min, x_max = cartopy_crs.x_limits
    y_min, y_max = cartopy_crs.y_limits
    area_extent = [x_min, y_min, x_max, y_max]
    proj_dict = cartopy_crs.to_dict()
    shape = (200, 300)
    area_def = AreaDefinition(
        crs=proj_dict,
        shape=shape,
        area_extent=area_extent
    )
    lons, lats = area_def.get_lonlats()
    
    plt.imshow(lons)
    plt.title(name+"Longitude"); plt.colorbar()
    plt.show()
    
    plt.imshow(lats)
    plt.title(name+" Latitude"); plt.colorbar()
    plt.show()

To further investigate the erroneous results, just take values in the lower left corner (which are out of Earth in the specified projections) and look at the returned values:

from pyresample.geometry import get_geodetic_crs_with_no_datum_shift, TransformDirection, CRS
self = area_def
proj_wkt = self.crs_wkt

x, y = area_def.get_proj_coords(data_slice=(-1, 0))
crs = CRS.from_wkt(proj_wkt)
gcrs = get_geodetic_crs_with_no_datum_shift(crs)
transformer = pyproj.Transformer.from_crs(gcrs, crs, always_xy=True)
lon, lat = transformer.transform(x, y, direction=TransformDirection.INVERSE)
print(lon, lat)   # should be inf, inf
Examples

Equidistant Conic
image
image

Azimuthal Equidistant
image
image

Albers Equal Area
image
image

Equal Earth
image
image

Lamber Conformal
image
image

Sinusoidal
image
image

Eckert
image
image

Lingua principale
Python
Stelle
388
Fork
103
Merge medio
7g 4h
PR unite (30g)
4

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  2. Commenta sulla issue per dire che te ne occupi tu — evita che due persone facciano lo stesso lavoro.
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