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基于Python的Grib數(shù)據(jù)可視化

36大數(shù)據(jù) ? 7年前掃碼分享

我是創(chuàng)始人李巖：很抱歉！給自己產(chǎn)品做個(gè)廣告，點(diǎn)擊進(jìn)來(lái)看看。

作者：kallan

?利用Python語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)Grib數(shù)據(jù)可視化主要依靠三個(gè)庫(kù)——pygrib、numpy和matplotlib。pygrib是歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心(ECMWF)的GRIG API C庫(kù)的Python接口，通過(guò)這個(gè)庫(kù)可以將Grib數(shù)據(jù)讀取出來(lái)；numpy是Python的一種開源的數(shù)值計(jì)算擴(kuò)展，這種工具可用來(lái)存儲(chǔ)和處理大型矩陣；matplotlib是python著名的繪圖庫(kù)，它提供了一整套和matlab相似的命令A(yù)PI，十分適合交互式地進(jìn)行制圖；在數(shù)據(jù)可視化過(guò)程中，我們常需要將數(shù)據(jù)在地圖上畫出來(lái)，所以還需要matplotlib的一個(gè)子包basemap，負(fù)責(zé)地圖繪制。

一、庫(kù)的安裝

（一）matplotlib安裝

matplotlib依賴

1. nose
2. numpy
3. pyparsing
4. python-dateutil
5. cycler
6. pkg-config
7. freetype
8. libpng

安裝過(guò)程

這里我都是通過(guò)源碼包安裝的，大家也可以再終端里通過(guò)pip install 命令來(lái)安裝

1、安裝nose

解壓縮后，進(jìn)入命令提示符運(yùn)行

1 python3 setup.py install

2、安裝numpy

解壓縮后，進(jìn)入命令提示符運(yùn)行

1 python3 setup.py install

3、安裝pyparsing

解壓縮后，進(jìn)入命令提示符運(yùn)行

1 python3 setup.py install

4、安裝python-dateutil

解壓縮后，進(jìn)入命令提示符運(yùn)行

1 python3 setup.py install

5、安裝cycler

解壓縮后，進(jìn)入命令提示符運(yùn)行

1 python3 setup.py install

6、安裝pkg-config

					1 ./configure --with-intermal-glib
					2 make && date
					3 sudo make install && date

7、安裝freetype

					1  ./configure
					2  make && date
					3  sudo make install && date

8、安裝libpng

					1  ./configure
					2  make && date
					3  sudo make install && date

9、安裝matplotlib-1.5.0

解壓縮后，進(jìn)入命令提示符運(yùn)行

1 python3 setup.py install

（二）basemap安裝

basemap依賴

1. geos
2. pyproj

安裝過(guò)程

1、安裝GEOS

					1  ./configure
					2  make && date
					3  sudo make install && date

2、安裝pyproj

1 python3 setup.py install

3、安裝basemap

1 python3 setup.py install

（三）pygrib安裝

pygrib依賴

1. Jasper
2. GRIB API
3. numpy
4. pyproj

安裝過(guò)程

由于之前已經(jīng)安裝了numpy和pyproj，這里只需安裝Jasper和GRIB API即可安裝pygrib

1、安裝Jasper

					1 ./configure
					2 make && date
					3 sudo make install && date

2、安裝GRIB API

					1 ./configure --with-jasper='/usr/local/'
					2 make && date
					3 sudo make install && date

3、安裝pygrib

安裝pygrib之前首先要根據(jù)自己的實(shí)際情況修改文件目錄下的setup.cfg文件，最主要的就是修改grib_api_dir和jasper_dir，這兩個(gè)是剛剛安裝的Jasper和GRIB API的路徑，如果這兩個(gè)地址不正確安裝會(huì)報(bào)錯(cuò)

?修改好就可以正常安裝了

1 python3 setup.py install

二、grib數(shù)據(jù)讀取

雖然我做的東西和氣象沾邊，但是我本身并不是氣象專業(yè)出身，所有這些東西都是我慢慢研究琢磨出來(lái)的，所以有些方面可能講的比較外行，有不對(duì)的地方歡迎大家留言指正。

????（一）導(dǎo)入pygrib模塊

1 >>> import pygrib

????（二）打開Grib文件

1 >>> grbs = pygrib.open('/Users/Kallan/Documents/data/echhae50.082')

????（三）提取文件信息

					1 >>> grbs.seek(0)
					2 >>> for grb in grbs:
					3 grb
					4 1:Geopotential Height:gpm (instant):regular_ll:isobaricInhPa:level 500:fcst time 24 :from 201507081200

? ? ? ?信息解讀

1?:數(shù)據(jù)列表的行號(hào)，有的文件可能包括多個(gè)數(shù)據(jù)

Geopotential?Height:數(shù)據(jù)的名稱

gpm?(instant):數(shù)據(jù)的單位

regular_ll:常規(guī)數(shù)據(jù)，其實(shí)這個(gè)字段我也不清楚

isobaricInhPa:這個(gè)字段表示的是數(shù)據(jù)屬性，此處表示是以hPa為單位的等壓面

level?500:這個(gè)字段表示的是高度層

fcst time?24?:預(yù)報(bào)時(shí)效

from?201507081200 :起報(bào)時(shí)間

????綜合上面的信息可以得出，這個(gè)文件是從2015年7月8日12時(shí)開始的24小時(shí)后500hPa等壓面高度場(chǎng)數(shù)據(jù)

（四）導(dǎo)出文件數(shù)據(jù)

					1 >>> grb = grbs.select(name='Geopotential Height')[0]
					2 >>> data = grb.values
					3 >>> print(data.shape,data.min(),data.max())
					4 (37, 37) 5368.6796875 5941.0390625
					5 >>> lat,lon=grb.latlons()
					6 >>> print(lat,'\n',lon)
					7 [[  0.    0.    0.  ...,   0.    0.    0. ]
					8 [  2.5   2.5   2.5 ...,   2.5   2.5   2.5]
					9 [  5.    5.    5.  ...,   5.    5.    5. ]
					10 ...,
					11 [ 85.   85.   85.  ...,  85.   85.   85. ]
					12 [ 87.5  87.5  87.5 ...,  87.5  87.5  87.5]
					13 [ 90.   90.   90.  ...,  90.   90.   90. ]]
					14 [[-90.  -87.5 -85.  ...,  -5.   -2.5   0. ]
					15 [-90.  -87.5 -85.  ...,  -5.   -2.5   0. ]
					16 [-90.  -87.5 -85.  ...,  -5.   -2.5   0. ]
					17 ...,
					18 [-90.  -87.5 -85.  ...,  -5.   -2.5   0. ]
					19 [-90.  -87.5 -85.  ...,  -5.   -2.5   0. ]
					20 [-90.  -87.5 -85.  ...,  -5.   -2.5   0. ]]

三、grib數(shù)據(jù)可視化

（一）導(dǎo)入需要的模塊

					1 >>> import matplotlib.pyplot as plt
					2 >>> from mpl_toolkits.basemap import Basemap
					3 >>> import numpy as np

（二）創(chuàng)建一個(gè)figure

					1 >>> plt.figure()
					2 <matplotlib.figure.Figure object at 0x107e65198>

（三）創(chuàng)建一個(gè)basemap實(shí)例

					1 >>> m=Basemap(projection='mill',lat_ts=10,llcrnrlon=lon.min(), \
					2  urcrnrlon=lon.max(),llcrnrlat=lat.min(),urcrnrlat=lat.max(), \
					3  resolution='c')
					4 >>> m.drawcoastlines(linewidth=0.25)
					5 <matplotlib.collections.LineCollection object at 0x1091c1f28>
					6 >>> m.drawcountries(linewidth=0.25)
					7 <matplotlib.collections.LineCollection object at 0x10621d0f0>
					8 >>> m.fillcontinents(color='coral',lake_color='aqua')
					9 >>> m.drawmapboundary(fill_color='aqua')
					10 <matplotlib.patches.Rectangle object at 0x10918b3c8>
					11 >>> m.drawmeridians(np.arange(0,360,30))
					12 >>> m.drawparallels(np.arange(-90,90,30))

（四）將lat，lon的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成投影需要的格式存入x，y

1 >>> x, y = m(lon,lat)

（五）繪制等值線

1 >>> cs = m.contour(x,y,data,15,linewidths=1.5)

（六）命名并顯示圖像

					1 >>> plt.title('Geopotential Height Contour from Grib')
					2 <matplotlib.text.Text object at 0x10918bda0>
					3 >>> plt.show()

（七）圖像展示

基于Python的Grib數(shù)據(jù)可視化 End.

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鯤鵬原生賦能浩瀚深度，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可視化處理更加高效

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綻放數(shù)據(jù)可視化光彩——Quick BI 數(shù)智生產(chǎn)力大賽火爆來(lái)襲！

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2024年的夏天結(jié)束了,世界依舊充滿了變化、發(fā)現(xiàn)、探索和挑戰(zhàn),其中許許多多精彩故事都被數(shù)據(jù)捕捉。即日起,報(bào)名并上傳你的數(shù)據(jù)可視化作品。只要你的作品精彩紛呈,都會(huì)成為我們?cè)敢怦雎牭臄?shù)據(jù)故事,歡迎踴躍參與。數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮中, 商業(yè) 智能(BI)工具已成為企業(yè)洞察數(shù)據(jù)、輔助決策的關(guān)鍵。隨著AI技術(shù)
用數(shù)據(jù)可視化，看互聯(lián)網(wǎng)中小廠的日子到底過(guò)得怎么樣？

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高不可攀的數(shù)據(jù)可視化，用這五個(gè)工具簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)

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B端設(shè)計(jì)師必看，數(shù)據(jù)可視化地圖制作指南

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編輯導(dǎo)語(yǔ)：GIS地圖是一種新型的地圖，用來(lái)反映和分析數(shù)據(jù)，直觀地表達(dá)數(shù)據(jù)間的空間關(guān)系。那么，如何制作數(shù)據(jù)可視化地圖呢？本文作者對(duì)此作出了分析，一起來(lái)看一下吧。地理信息系統(tǒng)（英語(yǔ)：Geographic Information System，縮寫：GIS）是以可視化和分析地理配置信息為目的，用于描述和表征地球及其他地理現(xiàn)象
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