用Python進(jìn)行柵格數(shù)據(jù)的分區(qū)統(tǒng)計(jì)和批量提取
有時(shí)候我們會(huì)有這樣的想法,就是針對(duì)某個(gè)區(qū)域的柵格數(shù)據(jù),要提取它的平均值或者其他統(tǒng)計(jì)指標(biāo),比如在一個(gè)省內(nèi)提取多年的降雨數(shù)據(jù),最后分區(qū)域地計(jì)算一些統(tǒng)計(jì)值,或者從多個(gè)柵格數(shù)據(jù)中提取某個(gè)區(qū)域的數(shù)值形成一個(gè)序列。為了方便,畫(huà)一個(gè)示意圖看看,比如就像提取這個(gè)區(qū)域中的某一個(gè)市的區(qū)域,然后形成一個(gè)序列數(shù)據(jù),這就可以使用rasterstats庫(kù)了,此外的分區(qū)統(tǒng)計(jì)也可以用這個(gè)庫(kù)
這個(gè)實(shí)驗(yàn)使用的數(shù)據(jù)格式分別是柵格(*.tif)和矢量(.shp),之后的分區(qū)統(tǒng)計(jì)操作和柵格數(shù)據(jù)的提取都是源于這兩類數(shù)據(jù)。為了能使用上這個(gè)rasterstats庫(kù),選擇了在google colab平臺(tái)運(yùn)行腳本,因?yàn)榘惭b庫(kù)實(shí)在是太方便了,在win上老是安裝不上的,在google notebook立馬就搞定了,而且可以把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到谷歌云盤,直接在notebook中就是可以鏈接使用的
那么現(xiàn)在就開(kāi)始做測(cè)試,使用的數(shù)據(jù)就是左側(cè)的柵格和矢量數(shù)據(jù)集
導(dǎo)入相關(guān)的模塊
import geopandas as gpd import pandas as pd import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import rasterio import rasterstats from rasterio.plot import show # show()方法用來(lái)展示柵格圖形 from rasterio.plot import show_hist # 用來(lái)展示直方圖 import cartopy.crs as ccrs import cartopy.feature as cfeature from cartopy.mpl.ticker import LongitudeFormatter, LatitudeFormatter
使用geopandas和rasterio分別讀取矢量和柵格數(shù)據(jù)
# 使用geopandas讀取矢量數(shù)據(jù) districts = gpd.read_file('/content/drive/MyDrive/Datashpraster/Data/Districts/districts.shp') # 使用rasterio讀取柵格數(shù)據(jù),柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)投影需要一致 raster = rasterio.open('/content/drive/MyDrive/Datashpraster/Data/Rainfall Data Rasters/2020-4-1.tif')
# 把矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)繪制到一個(gè)axis上,這個(gè)axis不是坐標(biāo)軸,而是圖形 plt.rcParams['font.family'] = 'Times New Roman' plt.rcParams['font.size'] = 20 fig, (ax1,ax2) = plt.subplots(1,2,figsize=(15,6)) show(raster, ax=ax1,title='Rainfall') # 讀取進(jìn)來(lái)的矢量數(shù)據(jù)可以直接調(diào)用gpd的plot()方法繪制 districts.plot(ax=ax1, facecolor='None', edgecolor='red') show_hist(raster,ax=ax2,title='hist') plt.show()
先繪制一下結(jié)果看看
讀取柵格數(shù)據(jù):
# 提取雨量柵格值到numpy數(shù)組 # 遵循GDAL規(guī)則從第一波段讀取 rainfall_data = raster.read(1) rainfall_data
開(kāi)始分區(qū)統(tǒng)計(jì):
# 設(shè)置坐標(biāo)變換信息 affine = raster.transform # 準(zhǔn)備開(kāi)始進(jìn)行空間分區(qū)計(jì)算 # 第一個(gè)參數(shù)是矢量分區(qū),第二個(gè)是柵格,第三個(gè)是坐標(biāo)變換信息,第四個(gè)是統(tǒng)計(jì)均值 avg_rallrain = rasterstats.zonal_stats(districts,rainfall_data,affine=affine,stats=['mean'],geojson_out=True) # avg_rallrain # 除了統(tǒng)計(jì)平均值之外,還有最大最小值那些
繪制一下,只是一個(gè)簡(jiǎn)單的圖形而已
當(dāng)然第二部分更有意思,就是從多個(gè)分散的柵格數(shù)據(jù)中提取數(shù)據(jù)形成一個(gè)序列
,就是這些tif數(shù)據(jù)
loop這些柵格數(shù)據(jù)集:
獲得提取到的結(jié)果,沒(méi)錯(cuò),就是這么一個(gè)序列數(shù)據(jù),然后就是繪圖了
轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式
# 將Date列轉(zhuǎn)為時(shí)間型 data['Date'] = pd.to_datetime(data['Date'], infer_datetime_format=True) # print(data) data['Date'] = data['Date'].dt.date print(data)
繪圖結(jié)果就是簡(jiǎn)單的圖形而已
# 準(zhǔn)備繪制圖形 fig,(ax1,ax2)= plt.subplots(2,1,figsize=(18,6)) plt.rcParams['font.size'] = 15 data.plot(x='Date', y='Average_RF_Porto', ax=ax1, kind='bar', title='Avg_Rail_Porto') data.plot(x='Date', y='Average_RF_Faro', ax=ax2, kind='bar', title='Avg_Rail_Faro',color='red') #自動(dòng)調(diào)整圖形的分布 plt.tight_layout() plt.show()
結(jié)果就這樣一個(gè)序列圖,目的就是從柵格提取指定的研究區(qū),然后提取柵格的值,再來(lái)繪圖
雖然感覺(jué)不是那么花里胡哨的圖,但這個(gè)應(yīng)該還是比較實(shí)用的,特別是大批量提取柵格值的時(shí)候。由于在google colab里面操作的步驟比較多,中間可能有省略的地方,但重要的應(yīng)該都在文中了,當(dāng)然也可以遷移運(yùn)用到其他地方,也可以查看一下這個(gè)第三方庫(kù)的教程,比如read(1)是什么意思,官網(wǎng)的docs就寫(xiě)得有,實(shí)在是很方便的
以上就是用Python進(jìn)行柵格數(shù)據(jù)的分區(qū)統(tǒng)計(jì)和批量提取的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Python 柵格數(shù)據(jù)的分區(qū)統(tǒng)計(jì)和批量提取 的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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