利用python的bs4和selenium库结合实现动态页面的爬取(爬取天气网上面的历史天气数据)

本文介绍了一种爬取动态网页数据的方法,针对天气网的历史气象数据,使用Python的selenium库配合bs4解析动态加载的内容,成功获取并保存至CSV文件。文章详细解释了代码实现过程及注意事项。

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报告分析需要历史气象数据,查询到天气网上面有历史天气数据,从2011年到2018年,第一次接触爬虫,在网上找了爬取天气网历史数据的python源码,利用bs4库,但是实际操作中发现soup.select( )函数返回的列表总是[ ] (空),查询发现天气网目前使用的是javascript写的动态页面,可能是为了防止爬虫接入。经过查资料又找到了一种爬取动态页面的方法,经尝试方法有效,写个博客记录一下,也算是感谢网络上分享知识的网友,也便于自己日后查询使用方便。

先贴上完整的代码,再附上自己简单的理解,最后是附上自己的参考链接。

语言:python3,用到的库:bs4、pandas、selenium

完整源代码如下:

from bs4 import BeautifulSoup 
import pandas as pd
from selenium import webdriver

for month in range(1,13,1):
	print("开始爬取"+"2016年"+str(month)+"月的数据...")
	driver=webdriver.Ie()
	#driver.maximize_window()
	if month < 10:
		url='http://lishi.tianqi.com/shuangpai/2016'+'0'+str(month)+'.html'
	else:
		url='http://lishi.tianqi.com/shuangpai/2016'+str(month)+'.html'
	driver.get(url)
	html_text=driver.page_source
	soup = BeautifulSoup(html_text, 'html.parser')
	weather_list=soup.select('div[class="tqtongji2"]')

	for weather in weather_list:                                                     
		ul_list = weather.select('ul')
		data_all=[]
		for i in ul_list:
			li_all=i.select("li")
			data=[]
			for j in li_all:
				data.append(j.text)
			data_all.append(data)
	weather=pd.DataFrame(data_all)
	weather.columns=["日期","最高气温","最低气温","天气","风向","风力"]
	weather.drop([0],inplace=True)
	if month==1:
		weather.to_csv("2016shuangpai.csv",mode='a',index=False,header=True,encoding="utf_8_sig")
	else:
		weather.to_csv("2016shuangpai.csv",mode='a',index=False,header=False,encoding="utf_8_sig")
	print("2016年"+str(month)+"月的数据爬取完毕")
	driver.close()

原理:通过借助iedriverserver.exe操纵ie浏览器打开指定url的网页,浏览器就会获得网页的源码,接下来就和爬取静态网页的原理相同了,只需要利用bs4库中的BeautifulSoup解析源码,获取指定的数据就可以了。具体步骤和注意事项有:

1.下载iedriverserver.exe,也可以用Chrome、Firefox浏览器下载对应的chromedriver.exe和firefoxdriver.exe,我试过Chrome,发现打开浏览器后请求url页面有时能打开,有时打不开,就选用了ie,ie使用基本正常。此处要注意,浏览器驱动的下载需要和浏览器是对应的版本,版本不同会报错,不过我没试过不同版本,都是按照网上说的下载的对应版本,我在下面贴出我查找到的ie和chrome的驱动下载地址,firefox的大家自行搜索。务必注意版本对应问题。其次下载后的驱动解压后把可执行文件放在和python脚本同一个目录下,当然放在任意目录通过也可以配置环境变量调用。运行程序是可能还需要关闭防火墙,避免防火墙组织驱动的自动运行。

iedriverserver.exe下载地址:http://selenium-release.storage.googleapis.com/index.html

chromedriver下载地址:http://npm.taobao.org/mirrors/chromedriver/

2.下面是对代码的说明:

driver=webdriver.Ie()#利用驱动打开ie浏览器
driver.maximize_window()#浏览器窗口最大化,不必要步骤
if month < 10:#对网页进行批处理爬取,可以找到url的规律,也可以写出需要爬取的url构建一个列表
	url='http://lishi.tianqi.com/shuangpai/2016'+'0'+str(month)+'.html'
else:
	url='http://lishi.tianqi.com/shuangpai/2016'+str(month)+'.html'

driver.get(url)#在浏览器地址栏访问url
html_text=driver.page_source#获取加载的网页的所有源代码
soup = BeautifulSoup(html_text, 'html.parser')#对源代码进行解析,'html.parser'为python库函数自带的解析器

对源代码进行解析后,就相当于爬取静态页面了,根据使用浏览器事先查看的页面的数据所在位置访问即可,下面结合我爬取的页面说明我的数据的获取。

浏览器页面如上图,右击查看源代码。

首先,解析后的源代码使用select( ) 方法获取div标签,class=“tqtongji2”,得到的是一个列表list,此处列表只有一个元素

weather_list=soup.select('div[class="tqtongji2"]')#首先,解析后的源代码使用select( ) 方法获取div标签,class=“tqtongji2”,得到的是一个列表list,此处列表只有一个元素
for weather in weather_list:                                                     
	ul_list = weather.select('ul')
#从div标签中选择ul标签
	data_all=[]
	for i in ul_list:
		li_all=i.select("li")
#每个ul标签下有一组数据获取行标题
		data=[]
		for j in li_all:
			data.append(j.text)
#把所有的li数据按顺序放在数组中
		data_all.append(data)
#把每个ul的数据按照顺序放在数组中
weather=pd.DataFrame(data_all)
#建立dataframe
weather.columns=["日期","最高气温","最低气温","天气","风向","风力"]
#给dataframe添加行标题
weather.drop([0],inplace=True)
#删除第0行,第0行也即是一个ul标签不是数据
if month==1:
	weather.to_csv("2016shuangpai.csv",mode='a',index=False,header=True,encoding="utf_8_sig")
else:
	weather.to_csv("2016shuangpai.csv",mode='a',index=False,header=False,encoding="utf_8_sig")
#将数据保存到到csv文件中去,mode=‘a’采用追加模式,若是不写默认为w,采用重写覆盖模式,编码为了使得中文不乱码
print("2016年"+str(month)+"月的数据爬取完毕")
driver.close()
关闭浏览器,避免计算机打开浏览器窗口过多,有限制或者响应速度减慢

 

<think>首先,用户的问题是:“我想使用Python进行天气数据爬取,完成期末大作业,需要至少一千条数据请问python爬虫天气数据采集一千条数据抓取期末作业”。这涉及到使用Python爬虫来抓取天气数据,目标是最少1000条数据。用户提供了几个站内引用:-引用[1]:关于Python天气查询系统,使用selenium,matplotlib,chromedriver,pyttsx3,tkinter。-引用[2]:Python爬虫大作业,保存数据到Excel,使用xlwt。-引用[3]:Python爬虫爬取数据期末作业,使用requestsjson。-引用[4]:Python爬虫课程,关于Robots协议。用户要求尽可能参考上一次的问题我的回答。但在这个对话中,这是我第一次回答用户,所以没有上一次回答。用户消息开头的“系统级指令”是固定的指令,不是对话历史。关键点:-用户需要爬取天气数据,至少1000条。-用户引用了相关来源,我应该整合这些信息。-系统指令要求:使用$...$格式的数学表达式,$$...$$格式的独立公式,正确LaTeX语法,使用中文回答,生成相关问题,添加引用标识。结构我的回答:1.**分析需求**:确认用户的目标是爬取天气数据用于期末大作业,需要至少1000条数据。2.**推荐方法**:基于引用的源,我可以建议使用Selenium(因为引用[1]提到它)或requests(因为引用[3]提到requestsjson),但引用[1]涉及天气数据具体。3.**步骤规划**:提供清晰步骤,如何爬取天气数据。-选择数据源:如引用[1]提到天气查询系统,我可以建议类似的数据源,如中国气象或开放的API(但用户没说API,直接用爬虫)。-工具:使用Seleniumfordynamicpages或requestsforstaticpages。引用[4]提到Robots协议,所以必须遵守。-数据提取存储:使用引用[2]中的方法保存到Excel或CSV。-可能添加功能:如语音播报(来自引用[1])或可视化。4.**实现细节**:-爬取逻辑:发送请求,解析响应(用BeautifulSoup或json),提取数据。-确保遵守robots.txt(引用[4])。-获取足够数据:可能需要分页爬取来达到1000条。5.**代码示例**:提供一个简单代码框架。参考系统指令的示例结构。6.**生成相关问题**:在回答结束部分添加相关问题。7.**引用**:在回答中自然地添加引用标识,如[^1],[^2]。具体建议:-数据源:选择一个公共可访问的天气站,例如中国气象或WorldWeatherOnline等,但需确保可爬。为安全起见,建议使用免费API如OpenWeatherMap。-工具:推荐使用requests+BeautifulSoup(或直接requests如果数据是json)。引用[1]用Seleniumforchromedriver,但Selenium可能heavy,requests更高效。-存储:用pandas或xlwt保存到Excel。-为了达到1000条,可能需要爬取多个城市、日期。步骤概述:1.选择天气站:如weather.com或历史气象数据源。2.安装所需:requests,beautifulsoup4,pandas(或其他存储)。3.爬取数据:构造URL,发送请求,提取信息如城市、日期、温度、天气状态。4.处理分页:循环爬取多个页面。5.保存数据:到CSV或Excel。6.(可选)添加功能:如语音播报或弹窗(tkinter)。代码示例:-类似引用[3]的简单爬取。-但用户指定天气数据,所以基于引用[1]的建议。生成相关问题:如:1.天气爬虫的性能优化方法?2.如何处理反爬机制?3.天气数据的可视化分析?最后,回答用中文。</think> ### Python爬虫抓取天气数据指南 为了帮助你完成期末大作业(爬取至少1000条天气数据),我将基于你的需求引用内容,提供一个结构化解决方案。参考了站内引用中提到的工具实践(如Selenium用于动态页面爬取、requests用于静态数据获取、数据保存到Excel),确保方案安全、高效且遵守Robots协议[^4]。以下是逐步指南,使用Python实现天气数据的采集。 #### 1. **需求分析与准备工作** - 目标:爬取至少1000条天气数据(包括城市、日期、温度、湿度、天气状态等)。 - 数据源选择:建议使用公共天气站(如中国气象或OpenWeatherMap API)。为了遵守Robots协议[^4],推荐优先选择允许爬取的API源(如OpenWeatherMap免费层支持每日调用1000次)或静态页面。 - 示例源:历史天气站(如weather.com),支持分页爬取。 - 工具准备: - Python安装:`requests`(HTTP请求)、`BeautifulSoup`(HTML解析)、`pandas`(数据处理)、`xlwt`或`openpyxl`(保存到Excel)[^2][^3]。 - 动态页面可选:如果站使用JavaScript加载数据(如引用[1]中的天气查询系统),需安装`selenium``chromedriver`。 - 安装命令: ```bash pip install requests beautifulsoup4 pandas openpyxl selenium ``` - 注意事项: - 检查Robots协议:访问目标站(如`www.weather.com/robots.txt`),允许爬取部分路径。若发现`Disallow: /search`等内容,避免受限区域[^4]。 - 合法合规:仅爬取公共数据,勿高频请求(延迟0.5-1秒/次),防止被屏蔽。 #### 2. **爬虫实现步骤** 以下是代码框架(使用静态站示例,目标站:假设爬取中国气象历史数据)。若遇动态内容,替换为Selenium(参考引用[1])。 **步骤1: 定义爬取函数** ```python import requests from bs4 import BeautifulSoup import pandas as pd import time def fetch_weather_data(start_date, end_date, city): """ 爬取指定城市日期范围内的天气数据。 :param start_date: 起始日期(格式:"YYYYMMDD") :param end_date: 结束日期(格式:"YYYYMMDD") :param city: 城市名(如"北京") :return: 数据列表,每条数据包含日期、温度、天气等 """ base_url = f"http://www.weather.com.cn/history/{city}/{start_date}.html" # 示例URL,实际需替换为目标源 data_list = [] for date in pd.date_range(start_date, end_date): date_str = date.strftime("%Y%m%d") url = base_url.format(date=date_str) # 构造每日URL response = requests.get(url) if response.status_code == 200: soup = BeautifulSoup(response.text, 'html.parser') # 提取数据示例:假设页面中有类名为'weather-info'的元素 weather_info = soup.find('div', class_='weather-info') if weather_info: temp = weather_info.find('span', class_='temp').text # 温度 humidity = weather_info.find('span', class_='humidity').text # 湿度 condition = weather_info.find('span', class_='condition').text # 天气状态 data_list.append([city, date_str, temp, humidity, condition]) time.sleep(0.5) # 延时避免高频请求 else: print(f"请求失败: {url}") return data_list ``` **步骤2: 循环爬取多个城市达到1000条** - 通过多城市日期范围覆盖目标数量。 ```python cities = ["北京", "上海", "广州", "深圳", "成都"] # 选择多个城市确保数据量 start_date = "20230101" end_date = "20230430" # 约120天 × 5城市 = 600条,调整日期或城市达到1000+ all_data = [] for city in cities: data = fetch_weather_data(start_date, end_date, city) all_data.extend(data) print(f"已爬取{city}数据: {len(data)}条") ``` **步骤3: 保存数据到Excel** - 使用引用[2]中的方法,优化为`pandas`简化处理。 ```python def save_to_excel(data_list, filename): """保存数据到Excel,参考引用[2]""" df = pd.DataFrame(data_list, columns=["城市", "日期", "温度", "湿度", "天气状态"]) df.to_excel(filename, index=False) print(f"数据已保存到 {filename}") save_to_excel(all_data, "weather_data.xlsx") ``` **运行结果**:代码将生成Excel文件,包含至少1000条记录。列名对应城市、日期等字段。 #### 3. **高级功能(可选)** 参考引用[1],你可以添加期末大作业的亮点: - **语音播报**:使用`pyttsx3`,在数据保存后添加语音提示。 ```python import pyttsx3 def voice_announcement(message): engine = pyttsx3.init() engine.say(message) engine.runAndWait() voice_announcement("天气数据采集完成") # 在save_to_excel后调用 ``` - **弹窗提示**:使用`tkinter`显示完成消息(类似引用[1])。 ```python import tkinter as tk from tkinter import messagebox def show_popup(): root = tk.Tk() root.withdraw() # 隐藏主窗口 messagebox.showinfo("完成", "已爬取1000条天气数据!") root.destroy() show_popup() # 在程序结束时调用 ``` - **数据可视化**:用`matplotlib`分析数据(如温度趋势图),参考引用[1]的实现。 #### 4. **常见问题与优化** - **数据量保证**:如果单源不足,扩展更多城市或日期。或改用API(如OpenWeatherMap): ```python # 示例API调用(需注册获取API Key) api_key = "your_api_key" url = f"http://api.openweathermap.org/data/2.5/forecast?q={city}&appid={api_key}" response = requests.get(url) data = response.json() # 解析JSON提取每日数据 ``` - **Robots协议遵守**:如果目标站禁止爬取,切换允许源(如官方API)[^4]。 - **性能警告**:避免高并发,使用延迟轮换IP策略防止封禁。 - **错误处理**:添加try-except捕获请求异常,确保数据完整性。 ### 生成相关问题
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