R语言与大气科学的那些事

晓枫染月

一大碗年糕 发表于 2020-4-13 21:30
期待！！！！

感谢支持

晓枫染月

实战--从数据处理和绘图开始

    在前面我们介绍了R的一些基本知识，相信小伙伴们对R已经有一些了解啦！今天是一个特殊的日子，我们将进入实战环节，看看R在数据处理中的应用。

    首先，介绍一下R中的包（package），类似于python中的模块儿。包可以理解为工具箱，不同的包可以实现不同的功能。使用某个包之前，首先要加载，加载方法：

1. library('包的名字')

复制代码

注：如提示不存在叫**这个名字的编辑包，表明该包尚未安装。

     安装某个包也很简单：

1. install.packages('包的名字')

复制代码

     包只需安装一次，下次使用直接加载即可。

     下面结合实例，进入实战：

第一步：包的安装和加载

    本实例中，我们使用的包有：openair，lubridate。openair是一个大气科学领域的包，可绘制风玫瑰图、风玫瑰污染图、时间序列图等。lubridate是一个非常好用的处理时间格式的包。首先安装它们，然后加载。如下：

1. install.packages('openair') #安装openair
   
2. install.packages('lubridate') #安装lubridate
   
3. 
   
4. library('openair') #加载openair
   
5. library('lubridate') #加载lubridate

复制代码

第二步：数据的读取：

    我们建议csv格式的数据，如果是xls格式，可在excel中转为csv格式。

1. #读取名字为test_1.csv的数据到R中，成为data.frame。
   
2. test = read.csv('D:\\R_EXAMPLE\\test_1.csv')

复制代码

特别提醒：文件路径间隔用"\\"或者"/"，不能用'\'。否则报错。

    下面我们对数据做一个预览：

1. 
   
2. summary(test)

复制代码

     1st Qu. 是数据25%分位数的值，3rd Qu.是数据75%分位数的值。

第二步：时间格式的解析：

    在上面的数据预览中，我们发现date列下出现了(other) : 2030。这是因为我们并未告诉R，date是时间列，R将此列当作了因子（factor）。这么处理：

1. #告诉R，date列为时间格式。tz是时间所在的时区。
   
2. test$date = ymd_hm(test$date,tz = 'Asia/Shanghai')
   
3. #查看date列汇总
   
4. summary(test$date)

复制代码

注：我们的数据时间格式为'年-月-日 时:分'，使用ymd_hm。如果是‘月-日-年 时:分’，使用mdy_hm。其它情况，以此类推。

    现在date列出现了min、1st Qu.等，表明时间格式解析成功。

第三步：数据清洗：

在summary(test)中，我们发现SO2出现了负值，CO、PM10、PM2.5等出现了0值。这些不是我们想要的，需要对数据做清洗。

1. #将SO2 PM10 PM25中小于或等于0的值标记为NA，也就是空值。
   
2. test$SO2[test$SO2 <= 0] = NA
   
3. test$PM2.5[test$PM2.5 <= 0] = NA
   
4. test$PM10[test$PM10 <= 0] = NA

复制代码

小技巧：在输入test$后按Tab键有惊喜呦~。其实Tab是自动补全键。

第四步：画图：

（1）风玫瑰污染图

风玫瑰污染图调用openair中的windRose：

1. 
   
2. #命令中的wd = 'WD'和ws = 'WS'参数，是为了告诉windRose，test中风向和风速列。
   
3. windRose(test, wd = 'WD', ws = 'WS')

复制代码

在你的RSTUDIO右下角出现了图片，点击Export可保存图片。

（2）风玫瑰污染图

    风玫瑰污染图调用openair中的polarPlot函数：

1. #x指定风速列，wd指定风向列，pollutant指定要展示的污染物。
   
2. polarPlot(test, x='WS', wd='WD',pollutant = 'SO2')

复制代码

注：R中查看某个函数的介绍用help()，如help(windRose)、help(polarPlot)

在公众号中回复：test_1.csv，获得文中数据。

晓枫染月

晓枫染月 发表于 2020-4-14 12:07
实战--从数据处理和绘图开始    在前面我们介绍了R的一些基本知识，相信小伙伴们对R已经有一些了解啦！今天 ...

openair包是十分常用的绘图和数据分析包，附件是此包的说明。 OpenAir_Manual_compressed.pdf (14.38 MB, 下载次数: 62)

2020-4-15 11:36 上传

点击文件名下载附件
openair菜单

平流层的萝卜

期待楼主可以一直更新，如果附上图就更好了！

晓枫染月

平流层的萝卜 发表于 2020-4-15 15:32
期待楼主可以一直更新，如果附上图就更好了！

谢谢支持！下面我会尽量附一些图。

晓枫染月

一大碗年糕 发表于 2020-4-13 21:30
期待！！！！

谢谢支持！

好久不见

期待楼主大作！！！

平凡之路

想问下，怎么把输入数据进行格式转换（因有的包对数据的要求不同）

晓枫染月

好久不见 发表于 2020-4-15 23:22
期待楼主大作！！！

谢谢支持！

晓枫染月

平凡之路 发表于 2020-4-16 09:25
想问下，怎么把输入数据进行格式转换（因有的包对数据的要求不同）

将列表、矩阵等格式t转为数据框用 as.data.frame()