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Python爬取天气数据并进行可视化分析

正文大家好,我是Python人工智能技术天气预报我们每天都会关注,我们可以根据未来的天气增减衣物、安排出行,每天的气温、风速风向、相对湿度、空气质量等成为关注的焦点。得到温湿度度变化曲线、空气质量图、风向雷达图等结果,为获得未来天气信息提供了有效方法。1、数据获取请求网站链接首先查看中国天气网的网址:http://www.weather.com.cn/weather/101280701.shtml这里就访问本地的天气网址,如果想爬取不同的地区只需修改最后的101280701地区编号即可,前面的weath

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    Python爬取天气数据并进行可视化分析

    正文

     大家好,我是Python人工智能技术

    天气预报我们每天都会关注,我们可以根据未来的天气增减衣物、安排出行,每天的气温、风速风向、相对湿度、空气质量等成为关注的焦点。得到温湿度度变化曲线、空气质量图、风向雷达图等结果,为获得未来天气信息提供了有效方法。

    1、数据获取

    请求网站链接

    首先查看中国天气网的网址:http://www.weather.com.cn/weather/101280701.shtml这里就访问本地的天气网址,如果想爬取不同的地区只需修改最后的101280701地区编号即可,前面的weather代表是7天的网页,weather1d代表当天,weather15d代表未来14天。这里就主要访问7天和14天的中国天气网。采用requests.get()方法,请求网页,如果成功访问,则得到的是网页的所有字符串文本。这就是请求过程。

    def getHTMLtext(url):
    """请求获得网页内容"""
     try:
    r = requests.get(url, timeout = 30)
    r.raise_for_status()
    r.encoding = r.apparent_encoding
    print("成功访问")
    return r.text
     except:
    print("访问错误")
     return" "

    提取有用信息

    这里采用BeautifulSoup库对刚刚获取的字符串进行数据提取,首先对网页进行检查,找到需要获取数据的标签:

    Python爬取天气数据并进行可视化分析

    可以发现7天的数据信息在div标签中并且id=“7d”,并且日期、天气、温度、风级等信息都在ul和li标签中,所以我们可以使用BeautifulSoup对获取的网页文本进行查找div标签id=“7d”,找出他包含的所有的ul和li标签,之后提取标签中相应的数据值,保存到对应列表中。

    这里要注意一个细节就是有时日期没有最高气温,对于没有数据的情况要进行判断和处理。另外对于一些数据保存的格式也要提前进行处理,比如温度后面的摄氏度符号,日期数字的提取,和风级文字的提取,这需要用到字符查找及字符串切片处理。

    def get_content(html):
    """处理得到有用信息保存数据文件"""
    final = []# 初始化一个列表保存数据
    bs = BeautifulSoup(html, "html.parser")# 创建BeautifulSoup对象
    body = bs.body
    data = body.find('div', {'id': '7d'})# 找到div标签且id = 7d

    下面爬取当天的数据

    data2 = body.find_all('div',{'class':'left-div'})
    text = data2[2].find('script').string
    text = text[text.index('=')+1 :-2] # 移除改var data=将其变为json数据
    jd = json.loads(text)
    dayone = jd['od']['od2'] # 找到当天的数据
    final_day = [] # 存放当天的数据
    count = 0
    for i in dayone:
    temp = []
    if count <=23:
    temp.append(i['od21']) # 添加时间
    temp.append(i['od22']) # 添加当前时刻温度
    temp.append(i['od24']) # 添加当前时刻风力方向
    temp.append(i['od25']) # 添加当前时刻风级
    temp.append(i['od26']) # 添加当前时刻降水量
    temp.append(i['od27']) # 添加当前时刻相对湿度
    temp.append(i['od28']) # 添加当前时刻控制质量
    #print(temp)
    final_day.append(temp)
    count = count +1

    下面爬取7天的数据

    ul = data.find('ul')# 找到所有的ul标签
    li = ul.find_all('li')# 找到左右的li标签
    i = 0 # 控制爬取的天数
    for day in li:# 遍历找到的每一个li
    if i < 7 and i > 0:
    temp = []# 临时存放每天的数据
    date = day.find('h1').string # 得到日期
    date = date[0:date.index('日')] # 取出日期号
    temp.append(date)
    inf = day.find_all('p')# 找出li下面的p标签,提取第一个p标签的值,即天气
    temp.append(inf[0].string)
     tem_low = inf[1].find('i').string # 找到最低气温
     if inf[1].find('span') is None: # 天气预报可能没有最高气温
     tem_high = None
     else:
     tem_high = inf[1].find('span').string# 找到最高气温
     temp.append(tem_low[:-1])
     if tem_high[-1] == '℃':
    temp.append(tem_high[:-1])
     else:
    temp.append(tem_high)
     wind = inf[2].find_all('span')# 找到风向
     for j in wind:
    temp.append(j['title'])
     wind_scale = inf[2].find('i').string # 找到风级
     index1 = wind_scale.index('级')
     temp.append(int(wind_scale[index1-1:index1]))
     final.append(temp)
    i = i + 1
    return final_day,final

    同样对于/weather15d:15天的信息,也做同样的处理,这里经过查看后发现他的15天网页中只有8-14天,前面的1-7天在/weather中,这里就分别访问两个网页将爬取得到的数据进行合并得到最终14天的数据。-  前面是未来14天的数据爬取过程,对于当天24小时的天气信息数据,经过查找发现他是一个json数据,可以通过json.loads()方法获取当天的数据,进而对当天的天气信息进行提取。

    Python爬取天气数据并进行可视化分析

    保存csv文件

    前面将爬取的数据添加到列表中,这里引入csv库,利用f_csv.writerow(header)和f_csv.writerows(data)方法,分别写入表头和每一行的数据,这里将1天和未来14天的数据分开存储,分别保存为weather1.csv和weather14.csv,下面是他们保存的表格图:

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    2.可视化分析

    当天温度变化曲线图

    采用matplotlib中plt.plot()方法绘制出一天24小时的温度变化曲线,并用plt.text()方法点出最高温和最低温,并画出平均温度线,下图为温度变化曲线图:(代码见附录)

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    Python爬取天气数据并进行可视化分析

    分析可以发现这一天最高温度为33℃,最低温度为28℃,并且平均温度在20.4℃左右,通过对时间分析,发现昼夜温差5℃,低温分布在凌晨,高温分布在中午到下午的时间段。

    当天相对湿度变化曲线图

    采用matplotlib中plt.plot()方法绘制出一天24小时的湿度变化曲线,并画出平均相对湿度线,下图为湿度变化曲线图:(代码见附录)

    Python爬取天气数据并进行可视化分析

    分析可以发现这一天最高相对湿度为86%,最低相对湿度为58℃,并且平均相对湿度在75%左右,通过对时间分析,清晨的湿度比较大,而下午至黄昏湿度较小。

    温湿度相关性分析图

    经过前面两个图的分析我们可以感觉到温度和湿度之间是有关系的,为了更加清楚直观地感受这种关系,使用plt.scatter()方法将温度为横坐标、湿度为纵坐标,每个时刻的点在图中点出来,并且计算相关系数,下图为结果图:

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    分析可以发现一天的温度和湿度具有强烈的相关性,他们呈负相关,这就说明他们时间是负相关关系,并且进一步分析,当温度较低时,空气中水分含量较多,湿度自然较高,而温度较高时,水分蒸发,空气就比较干 燥,湿度较低,符合平时气候现象。

    空气质量指数柱状图

    空气质量指数AQI是定量描述空气质量状况的指数,其数值越大说明空气污染状况越重,对人体健康的危害也就越大。一般将空气质量指数分为6个等级,等级越高说明污染越严重,下面使用plt.bar方法对一天24小时的空气质量进行了柱状图绘制,并且根据6个等级的不同,相应的柱状图的颜色也从浅到深,也表明污染逐步加重,更直观的显示污染情况,并且也将最高和最低的空气质量指数标出,用虚线画出平均的空气质量指数,下图是绘制结果图:

    Python爬取天气数据并进行可视化分析

    上面这张是南方珠海的控制质量图,可以看出空气质量指数最大也是在健康范围,说明珠海空气非常好,分析可以发现这一天最高空气质量指数达到了35,最低则只有14,并且平均在25左右,通过时间也可以发现,基本在清晨的时候是空气最好的时候(4-9点),在下午是空气污染最严重的时候,所以清晨一般可以去外面呼吸新鲜的空气,那时污染最小。

    而下面这个空气质量图是选取的北方的一个城市,可以看到这里的环境远远比不上珠海。

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    风向风级雷达图

    统计一天的风力和风向,由于风力风向使用极坐标的方式展现较好,所以这里采用的是极坐标的方式展现一天的风力风向图,将圆分为8份,每一份代表一个风向,半径代表平均风力,并且随着风级增高,蓝色加深,最后结果如下所示:

    Python爬取天气数据并进行可视化分析

    分析可以发现这一天西南风最多,平均风级达到了1.75级,东北风也有小部分1.0级,其余空白方向无来风。

    未来14天高低温变化曲线图

    统计未来14天的高低温度变化,并绘制出他们的变化曲线图,分别用虚线将他们的平均气温线绘制出来,最后结果如下所示:

    Python爬取天气数据并进行可视化分析

    分析可以发现未来14天高温平均气温为30.5℃,温度还是比较高,但是未来的第8天有降温,需要做好降温准备,低温前面处于平稳趋势,等到第8天开始下降,伴随着高温也下降,整体温度下降,低温平均在27℃左右。

    未来14天风向风级雷达图

    统计未来14天的风向和平均风力,并和前面一样采用极坐标形式,将圆周分为8个部分,代表8个方向,颜色越深代表风级越高,最后结果如下所示:

    Python爬取天气数据并进行可视化分析

    分析可以发现未来14天东南风、西南风所占主要风向,风级最高达到了5级,最低的西风平均风级也有3级。

    未来14天气候分布饼图

    统计未来14天的气候,并求每个气候的总天数,最后将各个气候的饼图绘制出来,结果如下所示:

    Python爬取天气数据并进行可视化分析

    分析可以发现未来14天气候基本是“雨”、“阴转雨”和“阵雨”,下雨的天数较多,结合前面的气温分布图可以看出在第8-9天气温高温下降,可以推测当天下雨,导致气温下降。

    3、结论

    1.首先根据爬取的温湿度数据进行的分析,温度从早上低到中午高再到晚上低,湿度和温度的趋势相反,通过相关系数发现温度和湿度有强烈的负相关关系,经查阅资料发现因为随着温度升高水蒸汽蒸发加剧,空气中水分降低湿度降低。当然,湿度同时受气压和雨水的影响,下雨湿度会明显增高。

    2.经查阅资料空气质量不仅跟工厂、汽车等排放的烟气、废气等有关,更为重要的是与气象因素有关。由于昼夜温差明显变化,当地面温度高于高空温度时,空气上升,污染物易被带到高空扩散;当地面温度低于一定高度的温度时,天空形成逆温层,它像一个大盖子一样压在地面上空,使地表空气中各种污染物不易扩散。一般在晚间和清晨影响较大,而当太阳出来后,地面迅速升温,逆温层就会逐渐消散,于是污染空气也就扩散了。

    3.风是由气压在水平方向分布的不均匀导致的。风受大气环流、地形、水域等不同因素的综合影响,表现形式多种多样,如季风、地方性的海陆风、山谷风等,一天的风向也有不同的变化,根据未来14天的风向雷达图可以发现未来所有风向基本都有涉及,并且没有特别的某个风向,原因可能是近期没有降水和气文变化不大,导致风向也没有太大的变化规律。

    4.天气是指某一个地区距离地表较近的大气层在短时间内的具体状态。跟某瞬时内大气中各种气象要素分布的综合表现。根据未来14天的天气和温度变化可以大致推断出某个时间的气候,天气和温度之间也是有联系的。

    4、代码框架

    代码主要分为weather.py:对中国天气网进行爬取天气数据并保存csv文件;data1_analysis.py:对当天的天气信息进行可视化处理;data14_analysis.py:对未来14天的天气信息进行可视化处理。下面是代码的结构图:

    Python爬取天气数据并进行可视化分析

    附源代码  

    weather.py

    # weather.py
    import requests
    from bs4 import BeautifulSoup
    import csv
    import json
    def getHTMLtext(url):
    """请求获得网页内容"""
     try:
    r = requests.get(url, timeout = 30)
    r.raise_for_status()
    r.encoding = r.apparent_encoding
    print("成功访问")
    return r.text
     except:
    print("访问错误")
    return" "
    def get_content(html):
    """处理得到有用信息保存数据文件"""
    final = []# 初始化一个列表保存数据
    bs = BeautifulSoup(html, "html.parser")# 创建BeautifulSoup对象
    body = bs.body
    data = body.find('div', {'id': '7d'})# 找到div标签且id = 7d
    # 下面爬取当天的数据
    data2 = body.find_all('div',{'class':'left-div'})
    text = data2[2].find('script').string
    text = text[text.index('=')+1 :-2] # 移除改var data=将其变为json数据
    jd = json.loads(text)
    dayone = jd['od']['od2'] # 找到当天的数据
    final_day = [] # 存放当天的数据
    count = 0
    for i in dayone:
     temp = []
     if count <=23:
    temp.append(i['od21']) # 添加时间
    temp.append(i['od22']) # 添加当前时刻温度
    temp.append(i['od24']) # 添加当前时刻风力方向
    temp.append(i['od25']) # 添加当前时刻风级
    temp.append(i['od26']) # 添加当前时刻降水量
    temp.append(i['od27']) # 添加当前时刻相对湿度
    temp.append(i['od28']) # 添加当前时刻控制质量
    #print(temp)
    final_day.append(temp)
     count = count +1
     # 下面爬取7天的数据
    ul = data.find('ul')# 找到所有的ul标签
    li = ul.find_all('li')# 找到左右的li标签
    i = 0 # 控制爬取的天数
    for day in li:# 遍历找到的每一个li
    if i < 7 and i > 0:
    temp = []# 临时存放每天的数据
    date = day.find('h1').string # 得到日期
    date = date[0:date.index('日')] # 取出日期号
    temp.append(date)
    inf = day.find_all('p')# 找出li下面的p标签,提取第一个p标签的值,即天气
    temp.append(inf[0].string)
    tem_low = inf[1].find('i').string # 找到最低气温
    if inf[1].find('span') is None: # 天气预报可能没有最高气温
    tem_high = None
    else:
    tem_high = inf[1].find('span').string# 找到最高气温
    temp.append(tem_low[:-1])
    if tem_high[-1] == '℃':
     temp.append(tem_high[:-1])
    else:
     temp.append(tem_high)
    wind = inf[2].find_all('span')# 找到风向
    for j in wind:
     temp.append(j['title'])
    wind_scale = inf[2].find('i').string # 找到风级
    index1 = wind_scale.index('级')
    temp.append(int(wind_scale[index1-1:index1]))
    final.append(temp)
    i = i + 1
    return final_day,final
    #print(final)
    def get_content2(html):
    """处理得到有用信息保存数据文件"""
    final = []# 初始化一个列表保存数据
    bs = BeautifulSoup(html, "html.parser")# 创建BeautifulSoup对象
    body = bs.body
    data = body.find('div', {'id': '15d'})# 找到div标签且id = 15d
    ul = data.find('ul')# 找到所有的ul标签
    li = ul.find_all('li')# 找到左右的li标签
    final = []
    i = 0 # 控制爬取的天数
    for day in li: # 遍历找到的每一个li
    if i < 8:
    temp = [] # 临时存放每天的数据
    date = day.find('span',{'class':'time'}).string# 得到日期
    date = date[date.index('(')+1:-2]# 取出日期号
    temp.append(date)
    weather = day.find('span',{'class':'wea'}).string# 找到天气
    temp.append(weather)
    tem = day.find('span',{'class':'tem'}).text# 找到温度
    temp.append(tem[tem.index('/')+1:-1]) # 找到最低气温
    temp.append(tem[:tem.index('/')-1])# 找到最高气温
    wind = day.find('span',{'class':'wind'}).string# 找到风向
    if '转' in wind: # 如果有风向变化
     temp.append(wind[:wind.index('转')])
     temp.append(wind[wind.index('转')+1:])
    else: # 如果没有风向变化,前后风向一致
     temp.append(wind)
     temp.append(wind)
    wind_scale = day.find('span',{'class':'wind1'}).string# 找到风级
    index1 = wind_scale.index('级')
    temp.append(int(wind_scale[index1-1:index1]))
    final.append(temp)
    return final
    def write_to_csv(file_name, data, day=14):
    """保存为csv文件"""
    with open(file_name, 'a', errors='ignore', newline='') as f:
     if day == 14:
    header = ['日期','天气','最低气温','最高气温','风向1','风向2','风级']
     else:
    header = ['小时','温度','风力方向','风级','降水量','相对湿度','空气质量']
     f_csv = csv.writer(f)
     f_csv.writerow(header)
     f_csv.writerows(data)
    def main():
    """主函数"""
    print("Weather test")
    # 珠海
    url1 = 'http://www.weather.com.cn/weather/101280701.shtml'# 7天天气中国天气网
    url2 = 'http://www.weather.com.cn/weather15d/101280701.shtml' # 8-15天天气中国天气网
    html1 = getHTMLtext(url1)
    data1, data1_7 = get_content(html1)# 获得1-7天和当天的数据
    html2 = getHTMLtext(url2)
    data8_14 = get_content2(html2) # 获得8-14天数据
    data14 = data1_7 + data8_14
    #print(data)
    write_to_csv('weather14.csv',data14,14) # 保存为csv文件
    write_to_csv('weather1.csv',data1,1)
    if __name__ == '__main__':
    main()

    data1_analysis.py:

    # data1_analysis.py
    import matplotlib.pyplot as plt
    import numpy as np
    import pandas as pd
    import math
    def tem_curve(data):
    """温度曲线绘制"""
    hour = list(data['小时'])
    tem = list(data['温度'])
    for i in range(0,24):
     if math.isnan(tem[i]) == True:
    tem[i] = tem[i-1]
     tem_ave = sum(tem)/24 # 求平均温度
    tem_max = max(tem)
    tem_max_hour = hour[tem.index(tem_max)] # 求最高温度
    tem_min = min(tem)
    tem_min_hour = hour[tem.index(tem_min)] # 求最低温度
    x = []
    y = []
    for i in range(0, 24):
     x.append(i)
     y.append(tem[hour.index(i)])
    plt.figure(1)
    plt.plot(x,y,color='red',label='温度') # 画出温度曲线
    plt.scatter(x,y,color='red') # 点出每个时刻的温度点
    plt.plot([0, 24], [tem_ave, tem_ave], c='blue', linestyle='--',label='平均温度')# 画出平均温度虚线
    plt.text(tem_max_hour+0.15, tem_max+0.15, str(tem_max), ha='center', va='bottom', fontsize=10.5)# 标出最高温度
    plt.text(tem_min_hour+0.15, tem_min+0.15, str(tem_min), ha='center', va='bottom', fontsize=10.5)# 标出最低温度
    plt.xticks(x)
    plt.legend()
    plt.title('一天温度变化曲线图')
    plt.xlabel('时间/h')
    plt.ylabel('摄氏度/℃')
    plt.show()
    def hum_curve(data):
    """相对湿度曲线绘制"""
    hour = list(data['小时'])
    hum = list(data['相对湿度'])
    for i in range(0,24):
     if math.isnan(hum[i]) == True:
    hum[i] = hum[i-1]
     hum_ave = sum(hum)/24 # 求平均相对湿度
    hum_max = max(hum)
    hum_max_hour = hour[hum.index(hum_max)] # 求最高相对湿度
    hum_min = min(hum)
    hum_min_hour = hour[hum.index(hum_min)] # 求最低相对湿度
    x = []
    y = []
    for i in range(0, 24):
     x.append(i)
     y.append(hum[hour.index(i)])
    plt.figure(2)
    plt.plot(x,y,color='blue',label='相对湿度') # 画出相对湿度曲线
    plt.scatter(x,y,color='blue') # 点出每个时刻的相对湿度
    plt.plot([0, 24], [hum_ave, hum_ave], c='red', linestyle='--',label='平均相对湿度')# 画出平均相对湿度虚线
    plt.text(hum_max_hour+0.15, hum_max+0.15, str(hum_max), ha='center', va='bottom', fontsize=10.5)# 标出最高相对湿度
    plt.text(hum_min_hour+0.15, hum_min+0.15, str(hum_min), ha='center', va='bottom', fontsize=10.5)# 标出最低相对湿度
    plt.xticks(x)
    plt.legend()
    plt.title('一天相对湿度变化曲线图')
    plt.xlabel('时间/h')
    plt.ylabel('百分比/%')
    plt.show()
    def air_curve(data):
    """空气质量曲线绘制"""
    hour = list(data['小时'])
    air = list(data['空气质量'])
    print(type(air[0]))
    for i in range(0,24):
     if math.isnan(air[i]) == True:
    air[i] = air[i-1]
     air_ave = sum(air)/24 # 求平均空气质量
    air_max = max(air)
    air_max_hour = hour[air.index(air_max)] # 求最高空气质量
    air_min = min(air)
    air_min_hour = hour[air.index(air_min)] # 求最低空气质量
    x = []
    y = []
    for i in range(0, 24):
     x.append(i)
     y.append(air[hour.index(i)])
    plt.figure(3)
    
    for i in range(0,24):
     if y[i] <= 50:
    plt.bar(x[i],y[i],color='lightgreen',width=0.7)# 1等级
     elif y[i] <= 100:
    plt.bar(x[i],y[i],color='wheat',width=0.7) # 2等级
     elif y[i] <= 150:
    plt.bar(x[i],y[i],color='orange',width=0.7) # 3等级
     elif y[i] <= 200:
    plt.bar(x[i],y[i],color='orangered',width=0.7)# 4等级
     elif y[i] <= 300:
    plt.bar(x[i],y[i],color='darkviolet',width=0.7)# 5等级
     elif y[i] > 300:
    plt.bar(x[i],y[i],color='maroon',width=0.7) # 6等级
    plt.plot([0, 24], [air_ave, air_ave], c='black', linestyle='--')# 画出平均空气质量虚线
    plt.text(air_max_hour+0.15, air_max+0.15, str(air_max), ha='center', va='bottom', fontsize=10.5)# 标出最高空气质量
    plt.text(air_min_hour+0.15, air_min+0.15, str(air_min), ha='center', va='bottom', fontsize=10.5)# 标出最低空气质量
    plt.xticks(x)
    plt.title('一天空气质量变化曲线图')
    plt.xlabel('时间/h')
    plt.ylabel('空气质量指数AQI')
    plt.show()
    def wind_radar(data):
    """风向雷达图"""
    wind = list(data['风力方向'])
    wind_speed = list(data['风级'])
    for i in range(0,24):
     if wind[i] == "北风":
    wind[i] = 90
     elif wind[i] == "南风":
    wind[i] = 270
     elif wind[i] == "西风":
    wind[i] = 180
     elif wind[i] == "东风":
    wind[i] = 360
     elif wind[i] == "东北风":
    wind[i] = 45
     elif wind[i] == "西北风":
    wind[i] = 135
     elif wind[i] == "西南风":
    wind[i] = 225
     elif wind[i] == "东南风":
    wind[i] = 315
    degs = np.arange(45,361,45)
    temp = []
    for deg in degs:
     speed = []
     # 获取 wind_deg 在指定范围的风速平均值数据
     for i in range(0,24):
    if wind[i] == deg:
     speed.append(wind_speed[i])
     if len(speed) == 0:
    temp.append(0)
     else:
    temp.append(sum(speed)/len(speed))
    print(temp)
    N = 8
    theta = np.arange(0.+np.pi/8,2*np.pi+np.pi/8,2*np.pi/8)
    # 数据极径
    radii = np.array(temp)
    # 绘制极区图坐标系
    plt.axes(polar=True)
    # 定义每个扇区的RGB值(R,G,B),x越大,对应的颜色越接近蓝色
    colors = [(1-x/max(temp), 1-x/max(temp),0.6) for x in radii]
    plt.bar(theta,radii,width=(2*np.pi/N),bottom=0.0,color=colors)
    plt.title('一天风级图',x=0.2,fontsize=20)
    plt.show()
    def calc_corr(a, b):
    """计算相关系数"""
    a_avg = sum(a)/len(a)
    b_avg = sum(b)/len(b)
    cov_ab = sum([(x - a_avg)*(y - b_avg) for x,y in zip(a, b)])
     sq = math.sqrt(sum([(x - a_avg)**2 for x in a])*sum([(x - b_avg)**2 for x in b]))
    corr_factor = cov_ab/sq
    return corr_factor
    def corr_tem_hum(data):
    """温湿度相关性分析"""
    tem = data['温度']
    hum = data['相对湿度']
    plt.scatter(tem,hum,color='blue')
    plt.title("温湿度相关性分析图")
    plt.xlabel("温度/℃")
    plt.ylabel("相对湿度/%")
    plt.text(20,40,"相关系数为:"+str(calc_corr(tem,hum)),fontdict={'size':'10','color':'red'})
    plt.show()
    print("相关系数为:"+str(calc_corr(tem,hum)))
    def main():
    plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei'] # 解决中文显示问题
    plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False# 解决负号显示问题
    data1 = pd.read_csv('weather1.csv',encoding='gb2312')
    print(data1)
    tem_curve(data1)
    hum_curve(data1)
    air_curve(data1)
    wind_radar(data1)
    corr_tem_hum(data1)
    if __name__ == '__main__':
    main()
    data14_analysis.py:
    # data14_analysis.py
    import matplotlib.pyplot as plt
    import numpy as np
    import pandas as pd
    import math
    def tem_curve(data):
    """温度曲线绘制"""
    date = list(data['日期'])
    tem_low = list(data['最低气温'])
    tem_high = list(data['最高气温'])
    for i in range(0,14):
     if math.isnan(tem_low[i]) == True:
    tem_low[i] = tem_low[i-1]
     if math.isnan(tem_high[i]) == True:
    tem_high[i] = tem_high[i-1]
     tem_high_ave = sum(tem_high)/14 # 求平均高温
     tem_low_ave = sum(tem_low)/14 # 求平均低温
    
    tem_max = max(tem_high)
    tem_max_date = tem_high.index(tem_max) # 求最高温度
    tem_min = min(tem_low)
    tem_min_date = tem_low.index(tem_min) # 求最低温度
    x = range(1,15)
    plt.figure(1)
    plt.plot(x,tem_high,color='red',label='高温')# 画出高温度曲线
    plt.scatter(x,tem_high,color='red') # 点出每个时刻的温度点
    plt.plot(x,tem_low,color='blue',label='低温')# 画出低温度曲线
    plt.scatter(x,tem_low,color='blue') # 点出每个时刻的温度点
    
    plt.plot([1, 15], [tem_high_ave, tem_high_ave], c='black', linestyle='--')# 画出平均温度虚线
    plt.plot([1, 15], [tem_low_ave, tem_low_ave], c='black', linestyle='--')# 画出平均温度虚线
    plt.legend()
    plt.text(tem_max_date+0.15, tem_max+0.15, str(tem_max), ha='center', va='bottom', fontsize=10.5)# 标出最高温度
    plt.text(tem_min_date+0.15, tem_min+0.15, str(tem_min), ha='center', va='bottom', fontsize=10.5)# 标出最低温度
    plt.xticks(x)
    plt.title('未来14天高温低温变化曲线图')
    plt.xlabel('未来天数/天')
    plt.ylabel('摄氏度/℃')
    plt.show()
    def change_wind(wind):
    """改变风向"""
    for i in range(0,14):
     if wind[i] == "北风":
    wind[i] = 90
     elif wind[i] == "南风":
    wind[i] = 270
     elif wind[i] == "西风":
    wind[i] = 180
     elif wind[i] == "东风":
    wind[i] = 360
     elif wind[i] == "东北风":
    wind[i] = 45
     elif wind[i] == "西北风":
    wind[i] = 135
     elif wind[i] == "西南风":
    wind[i] = 225
     elif wind[i] == "东南风":
    wind[i] = 315
    return wind
    def wind_radar(data):
    """风向雷达图"""
    wind1 = list(data['风向1'])
    wind2 = list(data['风向2'])
    wind_speed = list(data['风级'])
    wind1 = change_wind(wind1)
    wind2 = change_wind(wind2)
    
    degs = np.arange(45,361,45)
    temp = []
    for deg in degs:
     speed = []
     # 获取 wind_deg 在指定范围的风速平均值数据
     for i in range(0,14):
    if wind1[i] == deg:
     speed.append(wind_speed[i])
    if wind2[i] == deg:
     speed.append(wind_speed[i])
     if len(speed) == 0:
    temp.append(0)
     else:
    temp.append(sum(speed)/len(speed))
    print(temp)
    N = 8
    theta = np.arange(0.+np.pi/8,2*np.pi+np.pi/8,2*np.pi/8)
    # 数据极径
    radii = np.array(temp)
    # 绘制极区图坐标系
    plt.axes(polar=True)
    # 定义每个扇区的RGB值(R,G,B),x越大,对应的颜色越接近蓝色
    colors = [(1-x/max(temp), 1-x/max(temp),0.6) for x in radii]
    plt.bar(theta,radii,width=(2*np.pi/N),bottom=0.0,color=colors)
    plt.title('未来14天风级图',x=0.2,fontsize=20)
    plt.show()
    def weather_pie(data):
    """绘制天气饼图"""
    weather = list(data['天气'])
    dic_wea = { }
    for i in range(0,14):
     if weather[i] in dic_wea.keys():
    dic_wea[weather[i]] += 1
     else:
    dic_wea[weather[i]] = 1
    print(dic_wea)
    explode=[0.01]*len(dic_wea.keys())
    color = ['lightskyblue','silver','yellow','salmon','grey','lime','gold','red','green','pink']
    plt.pie(dic_wea.values(),explode=explode,labels=dic_wea.keys(),autopct='%1.1f%%',colors=color)
    plt.title('未来14天气候分布饼图')
    plt.show()
    def main():
    plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei'] # 解决中文显示问题
    plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False# 解决负号显示问题
    data14 = pd.read_csv('weather14.csv',encoding='gb2312')
    print(data14)
    tem_curve(data14)
    wind_radar(data14)
    weather_pie(data14)
    if __name__ == '__main__':
    main()
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