python天气数据分析与处理,用python数据分析天气

本篇文章给大家谈谈python天气预报可视化分析报告，以及基于python的天气预测系统研究，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。

基于大数据重庆市气象数据分析

摘 要

信息化社会内需要与之针对性的信息获取途径，但是途径的扩展基本上为人们所努力的方向，由于站在的角度存在偏差，人们经常能够获得不同类型信息，这也是技术最为难以攻克的课题。针对气象数据等问题，对气象信息进行研究分析，然后开发设计出气象数据分析系统以解决问题。

重庆市气象数据分析系统主要功能模块包括系统首页、轮播图、公告消息、资源管理（天气资讯、资讯分类）系统用户（管理员、普通用户）模块管理（天气预报、天气数据），采取面对对象的开发模式进行软件的开发和硬体的架设，能很好的满足实际使用的需求，完善了对应的软体架设以及程序编码的工作，采取Mysql作为后台数据的主要存储单元，采用Python技术、Ajax技术进行业务系统的编码及其开发，实现了本系统的全部功能。本次报告，首先分析了研究的背景、作用、意义，为研究工作的合理性打下了基础。针对气象数据分析系统的各项需求以及技术问题进行分析，证明了系统的必要性和技术可行性，然后对设计系统需要使用的技术软件以及设计思想做了基本的介绍，最后来实现气象数据分析系统和部署运行使用它。

关键词：气象数据；Python技术；Mysql数据库

Analysis of Chongqing meteorological data based on big data

Abstract

In the information society, there is a need for targeted access to information, but the expansion of the access is basically the direction of people's efforts. Because of the deviation in the perspective, people can often obtain different types of information, which is also the most difficult subject for technology to overcome. Aiming at meteorological data and other problems, the meteorological information is studied and analyzed, and then the meteorological data analysis system is developed and designed to solve the problem.

The main functional modules of Chongqing Meteorological Data Analysis System include the system home page, rotation chart, announcement message, resource management (weather information, information classification) system user (administrator, ordinary user) module management (weather forecast, weather data). The object-oriented development mode is adopted for software development and hardware installation, which can well meet the actual use needs, It has improved the corresponding software installation and program coding work, adopted MySQL as the main storage unit of background data, and adopted Python technology and Ajax technology to code and develop the business system, realizing all functions of the system. This report first analyzes the background, role and significance of the research, laying a foundation for the rationality of the research work. This paper analyzes the various requirements and technical problems of the meteorological data analysis system, proves the necessity and technical feasibility of the system, and then makes a basic introduction to the technical software and design ideas needed to design the system, and finally realizes the meteorological data analysis system and deploys and runs it.

Key words: meteorological data; Python technology; MySQL database

目   录

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 开发现状

1.3 研究方法

第2章 相关技术介绍

2.1 开发技术说明：

2.2 Python简介

2.3 echars主要功能

2.4 Mysql数据库

2.5 B/S体系工作原理：

第3章 系统分析

3.1 可行性分析

3.2 功能需求分析

3.2.1 前台用户功能

3.2.2 后台管理员功能

3.3 非功能需求分析

3.4 安全性需求分析

3.4.1 系统的安全性

3.4.2 数据的安全性

3.5 数据流程分析

第4章 系统设计

4.1 系统架构设计

4.2 系统总体设计

4.3 系统功能设计

4.4 数据库设计

4.4.1 数据需求分析

4.4.2 数据库概念设计

4.4.3 数据库表设计

第5章 系统实现

5.1 数据库访问层的实现

5.2 注册模块的实现

5.3 登录模块的实现

5.4 用户资料修改模块的实现

5.5 气象资讯展示模块的实现

5.6 天气预报模块的实现

第6章 系统测试

6.1 测试目的

6.2 功能测试

6.3 性能测试

第7章 总结与展望

参考文献

致谢

绪论 研究背景

当今社会，竞争激烈，企业乃至国家之间，竞争的是资源。比资源更为重要的是―一信息"。信息在现代经济生活中的作用越来越大，已经成为市场竞争的重要手段。对于企业来说，信息的重要性更是不言而喻。缺乏信息，即使有了资金、厂房、物资和能源，办企业也十分困难，因为企业没有生命力。因而，信息是最重要的资源，谁占有的信息多、掌握的信息准确，谁就有了权威，有了制胜的先机。

然而，随着现代社会人们获得信息的渠道越来越广泛，除了报纸、广播、电视等传统渠道，互联网、手机以及目之所及的户外大屏幕等新型渠道的加入，使得人们获取各类信息的途径不断增加，尤其是人们对信息重要程度的认识越来越普及和深入，信息垄断被打破，大量的信息被人们所共享。

古有飞鸽传书，可传战事之急;今有气象数据，可测明日风云。

开发现状

气象事业是科技型、基础性社会公益事业。天气、气候和气候变化，与政治、经济、国防和人民生活密切相关，事关国民经济和社会发展的方方面面，事关人民群众的生产生活和切身利益，事关党和政府重大决策的实施。

在全球气候变暖背景下，世界范围的极端天气气候事件有增多趋势，异常天气现象越来越频繁，气象灾害的破坏性越来越大，引起了国际社会的高度关注l5'。气象科技竟争日趋激烈，在应对气候变化和支撑国际谈判中的基础性地位日益提升。

按照著名的“德尔菲气象定律”:企业气象投入与产出比为198，即在气象信息上每投资1元，便可以得到98元的经济回报6。

在德国，气温超过22摄氏度，啤酒开始畅销;气温再每上升1摄氏度，大瓶装的啤酒每天会多销230万瓶。德国气象公司由此开发了“啤酒指数”"7'。此外，类似的还有乘车指数、冰激凌指数、泳装指数、食品霉变指数等，商家可据此提前制订生产营销计划。精明的商家根据气象数据的情况，就能提前确定库存和商品品种。

虽然目前我国气象服务的生产活力还未全面显现，气象服务市场的开发还存在一定的问题，但可以肯定的是，随着经济的发展与国民生活质量的提高和气象科技的进一步发展、气象服务领域的进一步拓宽、适应市场经济发展的气象服务体系的健全，气象服务必将进入人们生活的方方面面，气象服务的市场将得到更广阔的发展空间!8。

不久的将来，高德地图将告诉你15分钟后一公里内的天气状况，以及某条街道24小时前刮过很大的西北风%。当你在暴雨中行驶时，高德地图会提醒你:“前方道路已严重积水，您的车辆驶入可能会被水淹，建议您绕道。”

总而言之，气象事业正处于朝阳阶段，以此为依托的各种气象数据软件层出不穷，呈现一片欣欣向荣景象。

研究方法

首先，通过引擎搜索或者查阅相关文献资料，了解了本系统开发的背景以及设计系统的意义所在，收集用户需求信息。其次，在开发工具上，最终确定选用Python平台来设计开发本系统，Mysql作为设计数据库的工具。即利用Python语言实现用户界面，并同数据库连接起来实现完整的通信功能。之后，设计出系统大致的功能模块。主要从方便系统用户和系统管理员的角度进行分析，明确该系统应该具有的功能。最终是测试系统，通过用例测试发现存在的问题并找到解决的方案。利用现有的开发平台，结合自己所学的知识，在老师的指导帮助下来完成该设计，确保系统的可用性、实用性。

相关技术介绍 开发技术说明：

本系统前端部分基于MVVM模式进行开发，采用B/S模式，后端部分基于python的Django框架进行开发。

前端部分：前端框架采用了比较流行的渐进式JavaScript框架Vue.js。使用Vue-Router和Vuex实现动态路由和全局状态管理,Ajax实现前后端通信，Element UI组件库使页面快速成型，项目前端通过栅格布局实现响应式，可适应PC端、平板端、手机端等不同屏幕大小尺寸的完美布局展示。

后端部分：采用Django作为开发框架，同时集成Redis等相关技术。

 Python简介

Python 是一个高层次的脚本语言结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的。Python 的设计，相比其他语言经常使用英文关键字和其他语言的一些标点符号，它具有比其他语言更有特色语法结构，具有很强的可读性。

解释型语言：类似于Python和Perl语言，这意味着开发过程中没有了编译这个环节。

交互式语言：可以在一个 Python 提示符 >>> 后直接执行代码。

面向对象语言：Python支持面向对象的风格或代码封装在对象的编程技术。

 echars主要功能

ECharts，一个使用 JavaScript 实现的开源可视化库，可以流畅的运行在 PC 和移动设备上，兼容当前绝大部分浏览器（IE8/9/10/11，Chrome，Firefox，Safari等），底层依赖矢量图形库 ZRender，提供直观，交互丰富，可高度个性化定制的数据可视化图表。 

Mysql数据库

Mysql 经过多次的更新，功能层面已经非常的丰富和完善了，从Mysql4版本到5版本进行了比较大的更新，在商业的实际使用中取得了很好的实际应用效果。最新版本的Mysql支持对信息的压缩，同时还能进行加密能更好的满足对信息安全性的需求。同时经过系统的多次更新，数据库自身的镜像功能也得到了很大的增强，运行的流畅度和易用性方面有了不小的进步，驱动的使用和创建也更加的高效快捷。最大的变动还是进行了空间信息的显示优化，能更加方便的在应用地图上进行坐标的标注和运算。强大的备份功能也保证了用户使用的过程会更加安心，同时支持的Office特性还支持用户的自行安装和使用。在信息的显示形式上也进行了不小的更新，增加了两个非常使用的显示区，一个是信息区，对表格和文字进行了分类处理，界面的显示更加清爽和具体。第二是仪表的信息控件，能在仪表信息区进行信息的显示，同时还能进行多个信息的比对，为用户的实际使用带来了很大的便捷[8][9]。

针对本文中设计的气象数据分析系统在实际的实现过程中，最终选择Mysql数据库的主要原因在于在企业的应用系统应用及开发的过程中会存在大量的数据库比较频繁的操作，而且数据的安全性要求也是非常的高。综合这些因素，最终选择安全性系数比较高的Mysql来对气象数据分析系统后台数据进行存储操作。

数据库管理系统的总体结构图如下图所示。

图2-1 数据库组成结构

 B/S体系工作原理：

B/S架构采取浏览器请求，服务器响应的工作模式。

用户可以通过浏览器去访问Internet上由Web服务器产生的文本、数据、图片、动画、视频点播和声音等信息；

而每一个Web服务器又可以通过各种方式与数据库服务器连接，大量的数据实际存放在数据库服务器中；

从Web服务器上下载程序到本地来执行，在下载过程中若遇到与数据库有关的指令，由Web服务器交给数据库服务器来解释执行，并返回给Web服务器，Web服务器又返回给用户。在这种结构中，将许许多多的网连接到一块，形成一个巨大的网，即全球网。而各个企业可以在此结构的基础上建立自己的Internet。

在 B/S 模式中，用户是通过浏览器针对许多分布于网络上的服务器进行请求访问的，浏览器的请求通过服务器进行处理，并将处理结果以及相应的信息返回给浏览器，其他的数据加工、请求全部都是由Web Server完成的。通过该框架结构以及植入于操作系统内部的浏览器，该结构已经成为了当今软件应用的主流结构模式。

系统分析 可行性分析

技术性方面，采用当前主流的Python技术进行系统主体框架的搭建，前台使用jquery，ajax，实现前台页面的设计与美观调整，以上技术，均由本人经过系统学习，并且都是在课程设计中实践过的，可以使得开发更加便捷和系统。从技术角度看，这个系统是完全可以实现的。

实用性方面，本次设计的主要任务是在气象数据分析系统内气象数据、天气预报、地区管理、年降水量、空气指数等，符合当前潮流的发展。从用户角度出发，同时也考虑系统运营成本和人力资源，采用网络上的便捷方式，实现线上业务，使得业务流程更系统，也更方便用户的体验，比较实用。

经济性方面，由于本课题中设计的气象数据分析系统的主要目的是为了能够更加方便及快捷的进行信息的查询管理及检索服务，也就是能够可以直接投入使用的信息化软件。系统的主要成本主要是集中在对使用数据后期继续维护及其管理更新这个操作上。但是一旦系统投入到实际的运行及使用之后就能够很好的提高信息查询检索的效率，同时也需要有效的保证查询者的信息方面的安全性，同时这个气象数据分析系统所带来的实际应用方面的价值是远远的超过