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操作系统上及不同平台(x86和arm),Python简洁的语法和对动态输入的支持,再加上解释性语言的本质,使得它在大多数平台上的许多领域都是一个理想的脚本语言,特别适用于快速的应用程序开发。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++)很轻松地联结在一起。除了Python标准库,几乎所有行业领域都有相应的Python软件库,随着NumPy、SciPy、Matplotlib和Pandas等众多Python应用程序库的开发,Python在科学和工程领域地位日益重要,在数据处理、科学计算、数学建模、数据挖掘和数据可视化方面的优异性能使得Python在地球科学中地理、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中得到广泛应用并高效解决各种数据分析问题,可以预见未来Python将成为科学和工程领域的主流程序设计语言。

1、提供虚拟机(Virtual Box)文件(预装好Anaconda环境,可直接使用)

2、提供原始数据和中间临时文件

专题

Python重点工具讲解
【打好基础】

  • Numpy:科学计算
  • Scipy:科学计算
  • Sklearn:机器学习
  • Matplotlib:可视化

专题二

常见地球科学数据讲解
【掌握数据的特点】

1、站点数据:

  • GSOD
  • GHCN

2、格点观测数据

  • CRU
  • CN05.1
  • OISST、HadSST

3、再分析:

  • ERA5
  • GLDAS

4、遥感数据:

  • GLEAM
  • Landsat
  • MODIS
  • TRMM

专题三

使用Xarray处理netCDF和Geotiff数据

  • Xarray

读取&写入 netCDF文件

Groupby & resample 对时间、空间信息进行操作

  • Rasterio & rioxarray

专题

使用Pandas分析时间

序列数据

案例一:时间序列填补

案例二:极端风速重现期分析

案例三:台风个数统计

s

专题

使用Python处理遥感

数据1

以Landsat数据为例

1、大数据的可视化

  • GB级数据可视化

2、植被指数计算

3、裁剪区域

  • 使用mask掩膜文件裁剪
  • 使用shapefile文件裁剪

专题

使用Python处理遥感数据2—

以MODIS数据为例

1、预备工作:

  • 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

2、案例一:土地利用分析(MOD12C1)

  • 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

3、案例二:生态系统生产力分析(MOD17A2)

  • 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)

4、案例三:分析积雪覆盖时间(MOD10A2)

  • 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)

5、案例四:积雪与生产力之间的关系(MOD10A2和MOD17A2)

  • 分析新疆北疆积雪覆盖时间与春季GPP的变化

专题

使用Python处理

站点数据

以GSOD和气象共享网数据为例

1、数据的读取

  • 读取美国NOAA的GSOD日值数据
  • 读取气象共享网日值数据

2、数据清洗:

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

3、多时间尺度的统计:

  • 年尺度统计
  • 季尺度统计

4、站点插值:(随机森林树)

  • 利用高程、经纬度插值气温数据

专题

使用Python处理遥感水文数据

以TRMM遥感降水数据和GLEAM数据等为例

1、案例一:空间降尺度

  • 使用NDVI、DEM和机器学习算法对TRMM降水数据降尺度

2、案例二:分析蒸散数据的年际变化

  • 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

3、案例三:比较多套土壤湿度产品

  • 比较GLDAS、GLEAM和CCI SM

4、案例四:分析降水~蒸散发-土壤湿度关系

  • 分析降水~蒸散发-土壤湿度的年际变化

专题

使用Python处理气候变化数据1

观测数据

  1. 案例一:百年气温趋势:CRU数据

2、案例二:百年海温趋势:HadSST

3、案例三:再分析数据处理

  • ERA5数据气温评估

专题

使用Python处理气候变化数据2

以CMIP6数据为例

1、降尺度

  • Delta方法
  • 百分位校正方法

2、案例一:计算极端气候指数

3、案例二:未来气候变化背景下中国地区GPP变化(CMIP6+MOD17+机器学习)

4、案例三:未来气候变化背景下中国地区土地利用变化

z

专题十一

使用Python对WRF模式数据后处理

1、案例一:空间坐标重采样

2、案例二:风速垂直高度插值

  • 获取风机70和100m高度的风速和风向

专题十二

使用Python运行生态

模型

以CN05.1数据和Biome-BGC MuSo生态模型为例

1、模型讲解

2、气象数据的准备

3、控制文件生成

4、模式的运行

  • Muliprocesing 并行运行

5、模式后处理

  • 结果统计
  • 结果可视化(NPP)

原文链接icon-default.png?t=N7T8https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzUyNzczMTI4Mg==&mid=2247617019&idx=3&sn=212d8aadbf275fd5216a95b8196afd51&chksm=fa7856c6cd0fdfd0bf2cbbf0bde8a292e25c28599caeedc26b1943266d079177e954640df6a1&token=622662806&lang=zh_CN&scene=21#wechat_redirect

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:/a/517369.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

定义一棵松弛红黑树及其根结点颜色转换后的影响

定义一棵松弛红黑树及其根结点颜色转换后的影响 1. 红黑树的性质2. 松弛红黑树的定义3. 根节点颜色变化的影响4. 伪代码实现5. C语言代码实现6. 结论 在计算机科学中,红黑树是一种自平衡的二叉搜索树,它在许多数据结构和算法问题中都有着广泛的应用。红黑…

LangChain Demo | Agent X ReAct X wikipedia 询问《三体》的主要内容

背景 LangChain学习中,尝试改了一下哈里森和吴恩达课程当中的问题,看看gpt-3.5-turbo在集成了ReAct和wikipedia后,如何回答《三体》的主要内容是什么这个问题,当然,主要是为了回答这问题时LangChain内部发生了什么。所…

DFS:深搜+回溯+剪枝解决矩阵搜索问题

创作不易&#xff0c;感谢三连&#xff01;&#xff01; 一、N皇后 . - 力扣&#xff08;LeetCode&#xff09; class Solution { public:vector<vector<string>> ret;vector<string> path;bool checkcol[9];bool checkdig1[18];bool checkdig2[18];int n…

LabVIEW电动汽车供电设备接触电流测试

LabVIEW电动汽车供电设备接触电流测试 随着电动汽车技术的迅猛发展和普及率的不断提高&#xff0c;电动汽车供电设施的电气安全显得尤为重要。为了优化电动汽车供电设备接触电流的测试方案&#xff0c;设计了一种基于LabVIEW的测试方案&#xff0c;通过平台校准测试和电动汽车…

Stable diffusion 加载扩展列表报错解决方法

项目场景&#xff1a; 在使用Stable diffusion webui时&#xff0c;使用扩展列表出现错误 问题描述 点击loadfrom后&#xff0c;出现加载扩展列表报错 原因分析&#xff1a; 下载的扩展的时候&#xff0c;都是github 的url&#xff0c;需要科学上网&#xff0c;如果不能科学…

P6维护:Oracle P6服务性能优化

前言 本文将介绍如何对ORACLE Primavera P6 EPPM软件进行性能调优&#xff0c;考虑到P6主要采用JAVA语言编制&#xff0c;且其使用的是Weblogic Server应用服务器部署P6各项服务器&#xff0c;其性能优化的原理便是基于其JVM特征参数进行设置 方法一&#xff1a;修改配置文件…

探索前端架构:MVC、MVVM和MVP模式

&#x1f90d; 前端开发工程师、技术日更博主、已过CET6 &#x1f368; 阿珊和她的猫_CSDN博客专家、23年度博客之星前端领域TOP1 &#x1f560; 牛客高级专题作者、打造专栏《前端面试必备》 、《2024面试高频手撕题》 &#x1f35a; 蓝桥云课签约作者、上架课程《Vue.js 和 E…

前端三剑客 —— CSS (第六节)

目录 内容回顾&#xff1a; 弹性布局属性介绍 案例演示 商品案例 布局分析 登录案例 网格布局 内容回顾&#xff1a; 变量&#xff1a;定义变量使用 --名称&#xff1a;值&#xff1b; 使用变量&#xff1a; 属性名&#xff1a;var&#xff08;--名称&#xff09;&a…

压缩 JavaScript

压缩 JavaScript 并关注压缩后的块大小以实现最佳性能。过高的 JavaScript 打包粒度有助于消除重复项和缓存&#xff0c;但可能在 50-100 块范围内受到较差的压缩和加载影响&#xff08;由于浏览器进程、缓存检查等&#xff09;。最终&#xff0c;选择最适合您的压缩策略。 Jav…

蓝桥杯刷题day13——玩游戏【算法赛】

一、问题描述 小 A 和小 B 两个人在海边找到了 n 个石子&#xff0c;准备开始进行一些游戏&#xff0c;具体规则如下&#xff1a;小 B 首先将 n 个石子分成若干堆&#xff0c;接下来从小 A 开始小 A 和小 B 轮流取石子&#xff0c;每次可以任选一堆石子取走任意个&#xff0c;…

(CVPR2024)DragGAN作者新作DiffMorpher:可以实现两张图像间的平滑变形

相信大家在网上看过一些图像变换的动图以及视频。比如生成两张人脸之间的渐变图。 狮子变老虎 那么这种功能是如何实现的呢&#xff1f; 计算机科学中有一种专门描述此应用的任务—图像变形(image morphing)。给定两张图像&#xff0c;图像变形算法会输出一系列合理的插值图像…

Redis数据库:概念、安装及常用操作命令

目录 前言 一、数据库概述 1、关系型数据库&#xff08;RDBMS&#xff09; 1.1 产生背景 1.2 概念 1.3 特点 1.4 优缺点 1.5 常见主流关系型数据库 2、非关系型数据库&#xff08;NoSQL&#xff09; 2.1 产生背景 2.2 概念 2.3 特点 2.4 优缺点 2.5 常见主流非关…

Mybatis--TypeHandler使用手册

TypeHandler使用手册 场景&#xff1a;想保存user时 teacher自动转String &#xff0c;不想每次保存都要手动去转String&#xff1b;从DB查询出来时&#xff0c;也要自动帮我们转换成Java对象 Teacher Data public class User {private Integer id;private String name;priva…

labview如何创建2D多曲线XY图和3D图

1如何使用labview创建2D多曲线图 使用“索引与捆绑簇数组”函数将多个一维数组捆绑成一个簇的数组&#xff0c;然后将结果赋值给XY图&#xff0c;这样一个多曲线XY图就生成了。也可以自己去手动索引&#xff0c;手动捆绑并生成数组&#xff0c;结果是一样的 2.如何创建3D图 在…

hadoop在linux上启动成功了,但是浏览器访问不了

根据网上的资料进行安装hadoop的伪集群 都安装成功&#xff0c;并且启动也成功了&#xff0c;如下图所示&#xff1a; 2、但是在浏览器上确是怎么也访问不了&#xff0c; 解决思路&#xff0c; 2.1、根据网上的一些文章处理解决是关闭防火墙&#xff0c; 2.1.1、我根据操作步骤…

【Python】RGB颜色对照表

专栏文章索引&#xff1a;Python 这里是我收集的几个RGB颜色对照网站&#xff1a; RGB颜色对照表 (oschina.net) RGB Color Codes Chart &#x1f3a8; (rapidtables.com) Colors RGB and RGBA (w3schools.com) Color Hex - ColorHexa.com Color Picker — HTML Color Cod…

CSRF介绍及Python实现

CSRF 文章目录 CSRF1. CSRF是什么&#xff1f;2. CSRF可以做什么&#xff1f;3. CSRF漏洞现状4. CSRF的原理5. 举例说明6. CSRF的防御Python示例 1. CSRF是什么&#xff1f; CSRF&#xff08;Cross-Site Request Forgery&#xff09;&#xff0c;中文名称&#xff1a;跨站请求…

按照指定的分隔符和次数从右侧开始分割字符串元素numpy.char.rsplit()

【小白从小学Python、C、Java】 【计算机等级考试500强双证书】 【Python-数据分析】 按照指定的分隔符和次数 从右侧开始分割字符串元素 numpy.char.rsplit() [太阳]选择题 请问关于以下代码表述错误的选项是&#xff1f; import numpy as np a np.array([a b c, x,y,z, 1 2,…

江协STM32:定时器定时中断和定时器定时闹钟

定时器中断 新建文件 按这个图来编写程序 第一步&#xff1a;RCC开启时钟&#xff0c;定时器到基准时钟和整个外设到工作时钟就会同时打开 第二步&#xff1a;选择时基单元的时钟源&#xff0c;对于定时中断选择内部时钟源 第三步&#xff1a;配置时基单元&#xff0c;ARR,P…

Linux第2课Windows下的环境配置-虚拟机安装

文章目录 Linux第2课Windows下的环境配置-虚拟机安装一、VMware虚拟机的安装&#xff08;一&#xff09;安装VMware&#xff08;二&#xff09;启动电脑本地的VMware相关服务 二、VirtualBox安装 Linux第2课Windows下的环境配置-虚拟机安装 本节课程提供了两种虚拟机的安装方法…