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Python语言在地球科学领域中的应用

Python是功能强大、免费、开源,实现面向对象的编程语言,Python能够运行在Linux、Windows、Macintosh、AIX操作系统和不同平台(x86和arm),Python结合解释性语言的本质,简洁的语法和对动态输入的支持,它是大多数平台上许多领域的理想脚本语言,特别适合快速应用程序开发。Python具有丰富和强大的库,能够把用其他语言制作的各种模块(尤其是C/C )很容易联系在一起。除了Python几乎所有行业和领域都有相应的标准库Python软件库,随之而来NumPy、SciPy、Matplotlib和Pandas等众多Python开发应用程序库,Python在科学和工程领域的地位日益重要,数据处理、科学计算、数学建模、数据挖掘和数据可视化的优异性能Python广泛应用于地理、气象、气候变化、水文、生态、传感器等领域的学术研究和工程项目,有效解决各种数据分析问题,可预见未来Python它将成为科学和工程领域的主流程序设计语言。

Python语言在地球科学领域的应用

变量:温压湿风辐射降水:

包含情景:historical、ssp126、ssp245、ssp370、ssp585

变量:温压湿风辐射降水:

包含情景:historical、ssp126、ssp245、ssp370、ssp585

时间:1981-2014年数据

空间分辨率:5.6km

时间:1951.1.1-2021.12.31 时间分辨率:hourly

空间分辨率:0.1°(等角lonlat投影 wgs84)

温度、气压、辐射、蒸发、降水、湿度等11个变量

  • Numpy:科学计算
  • Scipy:科学计算
  • Sklearn:机器学习

Matplotlib:可视化

  • GSOD
  • GHCN

  • CRU

  • CN05.1
  • OISST、HadSST

  • ERA5
  • GLDAS

  • GLEAM

  • Landsat

  • MODIS

  • TRMM

  • Xarray

读取&写入 netCDF文件

Groupby & resample 操作时间和空间信息

Rasterio & rioxarray

  • GB级数据可视化

  • 使用mask掩膜文件裁剪

使用shapefile文件裁剪

 

  • Python读取HDF4-EOS数据
  • 使用GDAL库预处理
  • 转投影为wgs84+lonlat
  • 拼接多景影像

  • 2000-2020年青藏高原土地利用分析
  • 分析不同土地利用分类上气温和降水的变化

  • 青藏高原草场上土地利用GPP变化
  • 分析草场GPP与降水之间关系(ERA5再分析数据)

 

  • 2000-2020年间青藏高原积雪时间统计
  • 分析祁连山不同高程带积雪时间统计(DEM:GTOP30S)

 

分析新疆北疆积雪覆盖时间与春季GPP的变化

 

  • 读取美国NOAA的GSOD日值数据
  • 读取气象共享网日值数据

  • 数据整理
  • 异常值检测
  • 阈值法
  • 模型法
  • 孤立森林

  • 年尺度统计
  • 季尺度统计

利用高程、经纬度插值气温数据

  • 使用NDVI、DEM和机器学习算法对TRMM降水数据降尺度

  • 读取GLEAM数据,并分析蒸散发的年际变化
  • 比较MODIS ET产品与GLEAM的差异

  • 比较GLDAS、GLEAM和CCI SM

分析降水~蒸散发-土壤湿度的年际变化

 

  • Delta方法
  • 百分位校正方法

 

  • 获取风机70和100m高度的风速和风向

    

 

  • Muliprocesing 并行运行

  • 结果统计

结果可视化(NPP)

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标签: ssp1传感器

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