【Python】可视化台风路径轨迹图

台风天要带多少钱出门?

答案是:四千万。因为台风天没四(事)千万不要出门

这不最近又到了台风频发的季节。作为没有四千万的沿海人,多关注一下天气预报还是有必要的。

那么今天呢,就给大家讲一个:用Python绘制台风路径轨迹图的可视化案例。

此案例中用到的核心绘图库是:plotly。plotly库是一个可交互,基于浏览器的绘图库,功能非常强大, 可以在线绘制常见的条形图、散点图、饼图、直方图等。

【Python】可视化台风路径轨迹图

涉及到的内容:

requests+json – 网页数据爬取

openpyxl – 保存数据至Excel

os.walk() – 文件路径遍历

pandas – 表格数据处理

plotly – 地图数据可视化

; 1. 数据爬取

1.1 网页分析

数据来源:中国天气台风网(http://typhoon.weather.com.cn/index.shtml)

以2020年为例,打开网址查看2020年台风列表:

【Python】可视化台风路径轨迹图

去年有记录的台风一共有23个,编号2001~2023。

; 1.2 查看网页台风数据

F12调试模式,以编号2001为例:

【Python】可视化台风路径轨迹图

可以看到轨迹数据在页面返回的getData字符串中,内部数据为json格式。

【Python】可视化台风路径轨迹图

数据包含:台风名称、时间(间隔1小时)、经度、纬度、风速、移动方向、移动速度等等。

对于浏览器调试模式还不熟悉的同学,可以看之前的文章:爬虫必备工具,掌握它就解决了一半的问题

1.3 数据爬取

单个台风轨迹爬取,需要输入年份和台风编号:

Python学习交流Q群:906715085
def get_tp_data(year, code):
    tim = int(time.time())
    url = f'http://d1.weather.com.cn/typhoon/typhoon_data/{year}/{code}.json?callback=getData&_={tim}'
    headers = { 'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/55.0.2883.87 Safari/537.36' }
    r = requests.get(url,headers=headers)
    r.raise_for_status()
    r.encoding = r.apparent_encoding
    datas = json.loads(r.text[8:-1])
    tp_name = datas['typhoon'][2]
    detail_datas = datas['typhoon'][8]

    allinfo = []
    for data in detail_datas:

        tp_time = data[1]

        tp_lon = data[4]

        tp_lat = data[5]

        central_pressure = data[6]

        tp_speed = data[7]

        tp_direction = data[8]

        if tp_direction == None :
            continue

        move_speed = data[9]
        tp_info = [f'{code}-' + tp_name,tp_time,tp_lon,tp_lat,central_pressure,tp_speed,tp_direction,move_speed]
        allinfo.append(tp_info)

注意操作:去除台风登陆时的空行数据(该数据无经、纬度信息),这一步也可以在后续数据处理中进行。

以前10个台风为例(可根据需要调整):


year = 2020

for code in range(2001,2011):
   get_tp_data(year, code)
   pass

关于 requests 库的使用也可以参考之前文章:让你的爬虫开发效率提升8倍

1.4 数据保存

使用openpyxl库保存Excel文件:

def insert2excel(filepath, allinfo):
    try:

        tableTitle = ['名称','时间','经度','纬度','中心气压(hPa)','风速(m/s)','移向','移速(m/s)']
        wb = Workbook()
        ws = wb.active
        ws.title = 'sheet1'
        ws.append(tableTitle)
        for info in allinfo:
            ws.append(info)
        wb.save(filepath)
        return True
    except:
        return False

结果:

【Python】可视化台风路径轨迹图

注意新建data文件夹(路径可自行调整):

【Python】可视化台风路径轨迹图

2. 地理轨迹

2.1 mapbox网站Token获取

网站:https://account.mapbox.com/

需要邮箱注册:

【Python】可视化台风路径轨迹图

; 2.2 导入plotly相关包

导入express模块:

import plotly.express as px

如果环境没有plotly包,直接通过pip安装即可:

pip install plotly

2.3 单个台风轨迹

代码:

def trace_point_shows():
    df = pd.read_excel('./data/2020_2001_黄蜂轨迹数据.xlsx')
    print(df)
    token = '你的token'
    fig = px.scatter_mapbox(df,
         hover_data=['时间'],
         lon = '经度',
         lat = '纬度',
         color = '风速(m/s)',
         hover_name = '名称',
         size_max = 14,
         color_continuous_scale = px.colors.carto.Temps
        )
    fig.update_layout(mapbox = {'accesstoken': token,
                             'center':{'lon':121.54,'lat':25.00},
                             'zoom': 8,
                             'style': 'dark',
                            },
                   margin = {'l': 1, 'r': 1, 't': 1, 'b': 1})
    fig.write_html('trace_point_shows-1.html')

效果:

【Python】可视化台风路径轨迹图

地图style可以是:basic, streets, outdoors, light, dark, satellite, satellite-streets 中的任意一种,默认为 ‘light’。

2.4 多个台风轨迹

os.walk()遍历文件夹中所有轨迹表格文件:

filenames = []
for root, dirs, files in os.walk('./data'):
    for name in files:
        filenames.append(f'{root}/{name}')

代码:

def trace_point_shows(filenames):
    df = pd.DataFrame()
    lsts = []
    for filename in filenames:
        df0 = pd.read_excel(filename)
        lsts.append(df0)
    df = pd.concat(lsts)
    token = '你的token'
    fig = px.scatter_mapbox(df,
         hover_data=['时间'],
         lon = '经度',
         lat = '纬度',
         color = '风速(m/s)',
         hover_name = '名称',
         size_max = 14,
         color_continuous_scale = px.colors.carto.Temps
        )
    fig.update_layout(mapbox = {'accesstoken': token,
                             'center':{'lon':121.54,'lat':25.00},
                             'zoom': 8,
                             'style': 'dark',
                            },
                   margin = {'l': 1, 'r': 1, 't': 1, 'b': 1})
    fig.write_html('trace_point_shows.html')

效果:

【Python】可视化台风路径轨迹图

如此就实现一个可以交互查看数据的台风路径轨迹图。感兴趣的同学可以自己也动手试一试。这一篇到这就莫有了,下一篇见啦!!!

【Python】可视化台风路径轨迹图

Original: https://blog.csdn.net/xff123456_/article/details/123926710
Author: 蚂蚁爱Python
Title: 【Python】可视化台风路径轨迹图

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