臺灣水庫歷年資料視覺化 Reservoir Data Visiualization

成果說明 PPT
Plotly 圖表呈現

網頁爬蟲

透過 crawler_function.py 和 write_file.py 兩個檔案，可以將水庫資料網站上的每天資料爬蟲下來，寫成 csv 檔，讓以後讀取資料較為方便。

主程式為 : grab_data.py ，更多詳細說明在 : HaackMD筆記

crawler_function.py

FUNCTION :

• find_value(name, web)
  Search for a certain value (ex: __VIEWSTATE)
  在 web 內容裡找到特定的 value 值

• table_data_management(table, reservoir_dict_list, total_reservoir, index)
  Manage DataFrame, get values from assigned columns, and return them.
  處理DataFrame type的資料，並從 index list 當中獲得要存取的欄位，加到reservoir_dict_list當中 (由不同欄位資料的dictionary組成的list type)，並回傳。

• reservoir_data_search(date, reservoir_dict_list, total_reservoir, index)
  Get __EVENTTARGET 's and __VIEWSTATE 's value by using find_value function, and request to website using POST.
  先用 GET 的方式存取到兩個參數的值，用 POST 方式放入參數向網頁抓取資料。

write_file.py

FUNCTION :

• write_csv_file(reservoir_dict_list, length, date_index, year)
  Write DataFrame to csv file.
  寫檔。

資料視覺化

把歷年的水庫水位資料從網站上取得後，有別於政府開放資料只提供即時資料，利用這份 project 可以透過將資料視覺化的過程，顯示單個或多個水庫在一段期間當中的水位變化，以及是否擁有季節性的水位規律。

fun_get_value.py

內有取得單日、每 n 日、每月、每年的 function 定義，可供 main 程式碼呼叫。

FUNCTION :

• a_day_value(path, file_name, date, reservoir, string)
  Get one day's value with all type data from all reservoirs. ( if data is percentage : sting="percentage" )
  獲得單日資料，如果是百分比資料，則用 string = "percentage" 去掉 "%"

• n_days_value(path, filename, year, reservoir_name, days, string)
  Read data and select every n(=days) days as a data point.
  讀入資料以每 n 天的平均值當作新的資料點，通常用於看整年每 n 天 (n < 31) 的資料趨勢

• month_value(path, filename, year, reservoir, string)
  Get average month's value of assigned years.
  (if value is 5 times larger than average of past, print it out and skip adding it)
  分別讀取每年每個月的進水量平均資料，如果該月平均水量大於過去平均值 (判定為離群值) 5 倍，則不進行統計。

• year_value(path, file, reservoir_name, year_list, compute, string)
  total or average waterflow of each year
  依據每年的總/平均水量計算

• add_row_column(num, upper_bound)
  Add number (normal situation) or return to 1 (number is up to upper_bound)

• period_list(days, year)
  Use days to compute date points of every period.
  根據 days (日期間隔) 和 year (年份)，得到每段期間的日期點，作為作圖的 x 軸參考。

fun_ploting.py

畫出長條圖、折線圖或多圖呈現的 function 定義，可供 main 程式碼呼叫。

FUNCTION :

• bar_plot(x, y, name, title, xaxis, yaxis, file_name) 長條圖

• line_plot(x, y, name, title, xaxis, yaxis, file_name) 折線圖

• sub_plot(x, y, name, title, xaxis, yaxis, file_name, row, column) 多圖呈現

main.py

有四個主要程式碼區快的展現，分別為：

1. 單日的水庫有效蓄水量與總容量的長條圖比較
2. 單個水庫多年的每 n 天平均蓄水量折線圖比較
3. 多個水庫的平均月進水量折線圖(在同一張圖) & 長條圖(多圖)比較
4. 單個水庫整年進水總量與出水總量的多圖(長條圖)呈現

Block 1 單日 sample 成果

網頁呈現 website view - Plotly

根據指定日期比較單日資料之間的差異(ex: 現在蓄水量 / 有效總蓄水量)

Block 2 每 n 日 sample 成果

網頁呈現 website view - Plotly 曾文水庫多年的每 10 天平均蓄水量折線圖比較

Block 3 每個月 sample 成果

網頁呈現 website view - Plotly
多個水庫的平均月進水量折線圖在同一張圖比較

每個月的 subplot 圖成果

網頁呈現 website view - Plotly
多個水庫的平均月進水量長條圖多圖比較

Block 4 每年 sample 成果

網頁呈現 website view - Plotly 曾文水庫整年進水總量與出水總量的兩圖(長條圖)呈現