本書(shū)聚焦開(kāi)源地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)與Python編程在氣象數(shù)據(jù)處理及分析領(lǐng)域的深度應(yīng)用，致力于為讀者構(gòu)建一套完整的GIS氣象開(kāi)源開(kāi)發(fā)技術(shù)體系。全書(shū)系統(tǒng)闡釋了如何將Python語(yǔ)言與開(kāi)源GIS工具深度融合，高效完成氣象數(shù)據(jù)的讀取、分析及可視化全流程操作，內(nèi)容涵蓋Python編程基礎(chǔ)、空間數(shù)據(jù)分析核心方法、專(zhuān)業(yè)地圖制圖等關(guān)鍵技術(shù)模塊。通過(guò)實(shí)用技能講解與典型案例演練相結(jié)合的方式，幫助讀者快速入門(mén)，全面掌握運(yùn)用Python與開(kāi)源GIS工具開(kāi)展氣象數(shù)據(jù)處理及分析的核心能力。

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指導(dǎo)學(xué)生獲國(guó)家級(jí)大創(chuàng)項(xiàng)目1項(xiàng)，指導(dǎo)學(xué)生獲國(guó)家級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽或?qū)W科競(jìng)賽三等獎(jiǎng)以上7項(xiàng)。國(guó)家級(jí)一流課程“GIS氣象應(yīng)用”教學(xué)團(tuán)隊(duì)主要成員。主持國(guó)家自然基金青年基金項(xiàng)目與校人才啟動(dòng)項(xiàng)目各1項(xiàng)，參與國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專(zhuān)題1項(xiàng)，參與國(guó)家自然基金科研項(xiàng)目2項(xiàng)，主持橫向課題5項(xiàng)。獲省部級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)1項(xiàng)（排名第2），市廳級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)1項(xiàng)（排名第2）。

目錄
第1章 緒論 1
1.1 國(guó)內(nèi)外GIS開(kāi)發(fā)平臺(tái)發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.1.1 ArcGIS Engine 1
1.1.2 PIE-Engine 2
1.1.3 Super Map GIS2
1.1.4 GIS開(kāi)源包 3
1.2 GIS氣象應(yīng)用 6
1.2.1 氣象數(shù)據(jù)可視化與分析 6
1.2.2 氣象數(shù)據(jù)和事件管理 6
1.2.3 氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 6
1.2.4 作物種植適宜性區(qū)劃研究 7
1.2.5 城市氣候環(huán)境評(píng)估 7
1.3 小結(jié) 7
練習(xí)題 7
第2章 Python語(yǔ)言基礎(chǔ) 8
2.1 Python入門(mén) 8
2.1.1 Python安裝 8
2.1.2 環(huán)境管理 10
2.1.3 Python 包管理 12
2.1.4 交互式環(huán)境運(yùn)行 14
2.1.5 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境運(yùn)行 14
2.2 Python語(yǔ)法基礎(chǔ) 14
2.2.1 Python的基礎(chǔ)語(yǔ)法與數(shù)據(jù)類(lèi)型 14
2.2.2 控制語(yǔ)句 28
2.2.3 函數(shù)與類(lèi) 31
2.2.4 正則表達(dá)式 35
2.2.5 調(diào)試與異常處理 38
2.3 面向?qū)ο蠓椒?40
2.3.1 面向?qū)ο蠡�礎(chǔ)理論 40
2.3.2 封裝、繼承與多態(tài) 40
2.4 小結(jié) 43
練習(xí)題 44
第3章 GIS氣象數(shù)據(jù)讀取與可視化開(kāi)發(fā) 45
3.1 矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù) 45
3.1.1 矢量數(shù)據(jù)介紹 45
3.1.2 柵格數(shù)據(jù) 47
3.1.3 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較 48
3.2 氣象數(shù)據(jù)讀取 48
3.2.1 臺(tái)站數(shù)據(jù)讀寫(xiě) 49
3.2.2 NC數(shù)據(jù)讀寫(xiě) 52
3.2.3 HDF5數(shù)據(jù)讀寫(xiě) 59
3.3 矢量數(shù)據(jù)讀取與處理 61
3.3.1 矢量文件讀取 62
3.3.2 屬性查詢(xún) 63
3.4 柵格數(shù)據(jù)讀取與處理 67
3.4.1 柵格數(shù)據(jù)讀取 68
3.4.2 柵格數(shù)據(jù)信息查詢(xún) 69
3.4.3 柵格數(shù)據(jù)裁剪（掩模） 71
3.4.4 柵格數(shù)據(jù)生成 71
3.5 數(shù)據(jù)可視化 74
3.5.1 矢量數(shù)據(jù)渲染 74
3.5.2 柵格數(shù)據(jù)渲染 86
3.6 小結(jié) 89
練習(xí)題 89
第4章 GIS氣象數(shù)據(jù)處理與開(kāi)發(fā) 91
4.1 矢量數(shù)據(jù)處理 91
4.1.1 面矢量數(shù)據(jù)篩選 91
4.1.2 面矢量數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián) 94
4.1.3 面矢量數(shù)據(jù)裁剪 96
4.2 柵格數(shù)據(jù)處理 99
4.2.1 DEM數(shù)據(jù)簡(jiǎn)介 99
4.2.2 坡度提取 101
4.2.3 坡向提取 103
4.2.4 起伏度計(jì)算 106
4.2.5 DEM數(shù)據(jù)疊加運(yùn)算 110
4.3 地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換與投影坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 113
4.3.1 地理坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換 114
4.3.2 投影坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換 115
4.4 常用GIS氣象數(shù)據(jù)處理方法 116
4.4.1 面矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)點(diǎn)矢量數(shù)據(jù) 117
4.4.2 柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)點(diǎn)矢量數(shù)據(jù) 121
4.4.3 點(diǎn)矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)面矢量數(shù)據(jù) 124
4.4.4 點(diǎn)矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)柵格數(shù)據(jù) 128
4.4.5 柵格數(shù)據(jù)計(jì)算 132
4.4.6 DEM數(shù)據(jù)提取經(jīng)緯度 133
4.5 小結(jié) 138
練習(xí)題 138
第5章 GIS氣象數(shù)據(jù)空間分析開(kāi)發(fā) 140
5.1 空間疊加分析 140
5.1.1 交集運(yùn)算 141
5.1.2 并集運(yùn)算 145
5.1.3 擦除運(yùn)算 147
5.2 空間插值 150
5.2.1 克里金插值法 150
5.2.2 反距離權(quán)重插值法 153
5.2.3 樣條函數(shù)插值法 156
5.3 空間查詢(xún) 159
5.3.1 距離查詢(xún) 159
5.3.2 圖形查詢(xún) 162
5.4 緩沖區(qū)分析 165
5.4.1 基于矢量的緩沖區(qū)分析 166
5.4.2 基于柵格的緩沖區(qū)分析 169
5.5 小結(jié) 172
練習(xí)題 172
第6章 GIS氣象數(shù)據(jù)制圖開(kāi)發(fā) 173
6.1 添加地圖要素 173
6.1.1 添加圖例 173
6.1.2 添加指北針 178
6.1.3 添加比例尺 183
6.1.4 添加地理要素 190
6.2 地圖輸出 195
6.2.1 地圖保存 195
6.2.2 地圖打印 196
6.3 小結(jié) 197
練習(xí)題 197
第7章 GIS氣象開(kāi)發(fā)案例 198
7.1 基于地形和氣候要素的作物種植適宜性分析模型構(gòu)建 198
7.1.1 案例簡(jiǎn)介 198
7.1.2 理論知識(shí) 198
7.1.3 案例使用數(shù)據(jù) 200
7.1.4 基于GIS的作物種植適宜性分析過(guò)程 201
7.2 湖北氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型構(gòu)建 216
7.2.1 案例簡(jiǎn)介 216
7.2.2 理論知識(shí) 217
7.2.3 案例使用數(shù)據(jù) 217
7.2.4 案例相關(guān)功能實(shí)現(xiàn) 217
7.3 浙江省水平面天文輻射網(wǎng)格模擬 261
7.3.1 案例簡(jiǎn)介 261
7.3.2 理論知識(shí) 262
7.3.3 案例使用數(shù)據(jù) 262
7.3.4 案例相關(guān)功能實(shí)現(xiàn) 263
7.4 小結(jié) 273
主要參考文獻(xiàn) 275