對(duì)于氣象繪圖來(lái)講，第一步是對(duì)數(shù)據(jù)的處理，通過(guò)各類(lèi)公式，或者統(tǒng)計(jì)方法將原始數(shù)據(jù)處理為目標(biāo)數(shù)據(jù)。
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按照氣象統(tǒng)計(jì)課程的內(nèi)容，我給出了一些常用到的統(tǒng)計(jì)方法的對(duì)應(yīng)函數(shù)：
在計(jì)算氣候態(tài)，區(qū)域平均時(shí)均要使用到求均值函數(shù)，對(duì)應(yīng)NCL中的dim_average函數(shù)，在python中通常使用np.mean()函數(shù)
numpy.mean(a, axis, dtype)
假設(shè)a為[time,lat,lon]的數(shù)據(jù)，那么
需要特別注意的是，氣象數(shù)據(jù)中常有缺測(cè)，在NCL中，使用求均值函數(shù)會(huì)自動(dòng)略過(guò)，而在python中，當(dāng)任意一數(shù)與缺測(cè)(np.nan)計(jì)算的結(jié)果均為np.nan，比如求[1,2,3,4，np.nan]的平均值，結(jié)果為np.nan
因此，當(dāng)數(shù)據(jù)存在缺測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，通常使用np.nanmean()函數(shù)，用法同上，此時(shí)[1,2,3,4，np.nan]的平均值為(1+2+3+4)/4 = 2.5
同樣的，求某數(shù)組最大最小值時(shí)也有np.nanmax(), np.nanmin()函數(shù)來(lái)補(bǔ)充np.max(), np.min()的不足。
其他很多np的計(jì)算函數(shù)也可以通過(guò)在前邊加‘nan’來(lái)使用。
另外，
也可以直接將a中缺失值全部填充為0。
np.std(a, axis, dtype)
用法同np.mean()
在NCL中有直接求數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的函數(shù)dim_standardize()
其實(shí)也就是一行的事，根據(jù)需要指定維度即可。
皮爾遜相關(guān)系數(shù)：
相關(guān)可以說(shuō)是氣象科研中最常用的方法之一了，numpy函數(shù)中的np.corrcoef(x, y)就可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)計(jì)算。但是在這里我推薦scipy.stats中的函數(shù)來(lái)計(jì)算相關(guān)系數(shù)：
這個(gè)函數(shù)缺點(diǎn)和有點(diǎn)都很明顯，優(yōu)點(diǎn)是可以直接返回相關(guān)系數(shù)R及其P值，這避免了我們進(jìn)一步計(jì)算置信度。而缺點(diǎn)則是該函數(shù)只支持兩個(gè)一維數(shù)組的計(jì)算，也就是說(shuō)當(dāng)我們需要計(jì)算一個(gè)場(chǎng)和一個(gè)序列的相關(guān)時(shí)，我們需要循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
其中a[time,lat,lon]，b[time]
(NCL中為regcoef()函數(shù))
同樣推薦Scipy庫(kù)中的stats.linregress(x,y)函數(shù)：
slop: 回歸斜率
intercept：回歸截距
r_value： 相關(guān)系數(shù)
p_value： P值
std_err： 估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)誤差
直接可以輸出P值，同樣省去了做置信度檢驗(yàn)的過(guò)程，遺憾的是仍需同相關(guān)系數(shù)一樣循環(huán)計(jì)算。
?Turtle庫(kù)是Python語(yǔ)言中一個(gè)很流行的繪制圖像的函數(shù)庫(kù)，想象一個(gè)小烏龜，在一個(gè)橫軸為x、縱軸為y的坐標(biāo)系原點(diǎn)，(0,0)位置開(kāi)始，它根據(jù)一組函數(shù)指令的控制，在這個(gè)平面坐標(biāo)系中移動(dòng)，從而在它爬行的路徑上繪制了圖形。
turtle 繪圖的基礎(chǔ)知識(shí)：
1. 畫(huà)布(canvas)
? ? 畫(huà)布就是turtle為我們展開(kāi)用于繪圖區(qū)域，我們可以設(shè)置它的大小和初始位置。
? ? 設(shè)置畫(huà)布大小
turtle.screensize(canvwidth=None, canvheight=None, bg=None)，參數(shù)分別為畫(huà)布的寬(單位像素), 高, 背景顏色。
? ? 如：turtle.screensize(800,600, "green")
turtle.screensize()?#返回默認(rèn)大小(400, 300)
? ? turtle.setup(width=0.5, height=0.75,
startx=None, starty=None)，參數(shù)：width, height: 輸入寬和高為整數(shù)時(shí), 表示像素; 為小數(shù)時(shí), 表示占據(jù)電腦屏幕的比例，(startx, starty): 這一坐標(biāo)表示矩形窗口左上角頂點(diǎn)的位置, 如果為空,則窗口位于屏幕中心。
? ? 如：turtle.setup(width=0.6,height=0.6)
turtle.setup(width=800,height=800, startx=100, starty=100)
2. 畫(huà)筆
2.1 畫(huà)筆的狀態(tài)
? ? 在畫(huà)布上，默認(rèn)有一個(gè)坐標(biāo)原點(diǎn)為畫(huà)布中心的坐標(biāo)軸，坐標(biāo)原點(diǎn)上有一只面朝x軸正方向小烏龜。這里我們描述小烏龜時(shí)使用了兩個(gè)詞語(yǔ)：坐標(biāo)原點(diǎn)(位置)，面朝x軸正方向(方向)， turtle繪圖中，就是使用位置方向描述小烏龜(畫(huà)筆)的狀態(tài)。
2.2 畫(huà)筆的屬性
? ? 畫(huà)筆(畫(huà)筆的屬性，顏色、畫(huà)線(xiàn)的寬度等)
? ? 1) turtle.pensize()：設(shè)置畫(huà)筆的寬度；
? ? 2) turtle.pencolor()：沒(méi)有參數(shù)傳入，返回當(dāng)前畫(huà)筆顏色，傳入?yún)?shù)設(shè)置畫(huà)筆顏色，可以是字符串如"green", "red",也可以是RGB 3元組。
? ? 3) turtle.speed(speed)：設(shè)置畫(huà)筆移動(dòng)速度，畫(huà)筆繪制的速度范圍[0,10]整數(shù)，數(shù)字越大越快。
2.3 繪圖命令
? ? ?操縱海龜繪圖有著許多的命令，這些命令可以劃分為3種：一種為運(yùn)動(dòng)命令，一種為畫(huà)筆控制命令，還有一種是全局控制命令。
(1)????畫(huà)筆運(yùn)動(dòng)命令
命令說(shuō)明
turtle.forward(distance)向當(dāng)前畫(huà)筆方向移動(dòng)distance像素長(zhǎng)度
turtle.backward(distance)向當(dāng)前畫(huà)筆相反方向移動(dòng)distance像素長(zhǎng)度
turtle.right(degree)順時(shí)針移動(dòng)degree°
turtle.left(degree)逆時(shí)針移動(dòng)degree°
turtle.pendown()移動(dòng)時(shí)繪制圖形，缺省時(shí)也為繪制
turtle.goto(x,y)將畫(huà)筆移動(dòng)到坐標(biāo)為x,y的位置
turtle.penup()提起筆移動(dòng)，不繪制圖形，用于另起一個(gè)地方繪制
turtle.circle()畫(huà)圓，半徑為正(負(fù))，表示圓心在畫(huà)筆的左邊(右邊)畫(huà)圓
setx( )將當(dāng)前x軸移動(dòng)到指定位置
sety( )將當(dāng)前y軸移動(dòng)到指定位置
setheading(angle)設(shè)置當(dāng)前朝向?yàn)閍ngle角度
home()設(shè)置當(dāng)前畫(huà)筆位置為原點(diǎn)，朝向東。
dot(r)繪制一個(gè)指定直徑和顏色的圓點(diǎn)
(2)???? 畫(huà)筆控制命令
命令說(shuō)明
turtle.fillcolor(colorstring)繪制圖形的填充顏色
turtle.color(color1, color2)同時(shí)設(shè)置pencolor=color1, fillcolor=color2
turtle.filling()返回當(dāng)前是否在填充狀態(tài)
turtle.begin_fill()準(zhǔn)備開(kāi)始填充圖形
turtle.end_fill()填充完成
turtle.hideturtle()隱藏畫(huà)筆的turtle形狀
turtle.showturtle()顯示畫(huà)筆的turtle形狀
(3)????全局控制命令
命令說(shuō)明
turtle.clear()清空turtle窗口，但是turtle的位置和狀態(tài)不會(huì)改變
turtle.reset()清空窗口，重置turtle狀態(tài)為起始狀態(tài)
turtle.undo()撤銷(xiāo)上一個(gè)turtle動(dòng)作
turtle.isvisible()返回當(dāng)前turtle是否可見(jiàn)
stamp()復(fù)制當(dāng)前圖形
turtle.write(s
[,font=("font-name",font_size,"font_type")])
寫(xiě)文本，s為文本內(nèi)容，font是字體的參數(shù)，分別為字體名稱(chēng)，大小和類(lèi)型；font為可選項(xiàng)，font參數(shù)也是可選項(xiàng)
(4)????其他命令
命令說(shuō)明
turtle.mainloop()或turtle.done()啟動(dòng)事件循環(huán) -調(diào)用Tkinter的mainloop函數(shù)。
必須是烏龜圖形程序中的最后一個(gè)語(yǔ)句。
turtle.mode(mode=None)設(shè)置烏龜模式（“standard”，“l(fā)ogo”或“world”）并執(zhí)行重置。如果沒(méi)有給出模式，則返回當(dāng)前模式。
模式初始龜標(biāo)題正角度
standard向右（東）逆時(shí)針
logo向上（北）順時(shí)針
turtle.delay(delay=None)設(shè)置或返回以毫秒為單位的繪圖延遲。
turtle.begin_poly()開(kāi)始記錄多邊形的頂點(diǎn)。當(dāng)前的烏龜位置是多邊形的第一個(gè)頂點(diǎn)。
turtle.end_poly()停止記錄多邊形的頂點(diǎn)。當(dāng)前的烏龜位置是多邊形的最后一個(gè)頂點(diǎn)。將與第一個(gè)頂點(diǎn)相連。
turtle.get_poly()返回最后記錄的多邊形。
import math
r=math.floor(3.2) #向下取整
print(r)
r=math.ceil(4.5) #向上取整
print(r)
r=abs(-2)
r=round(4.5) #四舍五入
r=math.pow(3,2) #冪運(yùn)算
r=math.sqrt(25) #開(kāi)平方
其中 函數(shù)fabs和abs的區(qū)別：函數(shù)fabs的作用是求浮點(diǎn)數(shù)x的絕對(duì)值；函數(shù)abs的作用是求x的絕對(duì)值。fabs函數(shù)原型：double fabs(double x)；abs函數(shù)原型：int fabs(int x)。fabs函數(shù)參數(shù)：參數(shù)x是一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)；abs函數(shù)參數(shù)：參數(shù)x是一個(gè)整數(shù)
1
len(list)
列表元素個(gè)數(shù)
2
max(list)
返回列表元素最大值
3
min(list)
返回列表元素最小值
4
list(seq)
將元組轉(zhuǎn)換為列表
序號(hào)
方法
1
list.append(obj)
在列表末尾添加新的對(duì)象
2
list.count(obj)
統(tǒng)計(jì)某個(gè)元素在列表中出現(xiàn)的次數(shù)
3
list.extend(seq)
在列表末尾一次性追加另一個(gè)序列中的多個(gè)值（用新列表擴(kuò)展原來(lái)的列表）
4
list.index(obj)
從列表中找出某個(gè)值第一個(gè)匹配項(xiàng)的索引位置
5
list.insert(index, obj)
將對(duì)象插入列表
6
list.pop([index=-1])
移除列表中的一個(gè)元素（默認(rèn)最后一個(gè)元素），并且返回該元素的值
7
list.remove(obj)
移除列表中某個(gè)值的第一個(gè)匹配項(xiàng)
8
list.reverse()
反向列表中元素
9
list.sort( key=None, reverse=False)
對(duì)原列表進(jìn)行排序
10
list.clear()
清空列表
11
list.copy()
復(fù)制列表
今天開(kāi)始琢磨用Python畫(huà)圖，沒(méi)使用之前是一臉懵的，我使用的開(kāi)發(fā)環(huán)境是Pycharm，這個(gè)輸出的是一行行命令，這個(gè)圖畫(huà)在哪里呢？
搜索之后發(fā)現(xiàn)，它會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話(huà)框，然后就開(kāi)始畫(huà)了，比如下圖
第一個(gè)常用的庫(kù)是Turtle，它是Python語(yǔ)言中一個(gè)很流行的繪制圖像的函數(shù)庫(kù)，這個(gè)詞的意思就是烏龜，你可以想象下一個(gè)小烏龜在一個(gè)x和y軸的平面坐標(biāo)系里，從原點(diǎn)開(kāi)始根據(jù)指令控制，爬行出來(lái)就是繪制的圖形了。
它最常用的指令就是旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)，比如畫(huà)個(gè)圓，就是繞著圓心移動(dòng)；再比如上圖這個(gè)怎么畫(huà)呢，其實(shí)主要就兩個(gè)命令：
turtle.forward(200)
turtle.left(170)
第一個(gè)命令是移動(dòng)200個(gè)單位并畫(huà)出來(lái)軌跡
第二個(gè)命令是畫(huà)筆順時(shí)針轉(zhuǎn)170度，注意此時(shí)并沒(méi)有移動(dòng)，只是轉(zhuǎn)角度
然后呢？ 循環(huán)重復(fù)就畫(huà)出來(lái)這個(gè)圖了
好玩吧。
有需要仔細(xì)研究的可以看下這篇文章 ，這個(gè)牛人最后用這個(gè)庫(kù)畫(huà)個(gè)移動(dòng)的鐘表，太贊了。
Turtle雖好玩，但是我想要的是我給定數(shù)據(jù)，然后讓它畫(huà)圖，這里就找到另一個(gè)常用的畫(huà)圖的庫(kù)了。
Matplotlib是python最著名的繪圖庫(kù)，它提供了一整套和matlab相似的命令A(yù)PI，十分適合交互式地行制圖。其中，matplotlib的pyplot模塊一般是最常用的，可以方便用戶(hù)快速繪制二維圖表。
使用起來(lái)也挺簡(jiǎn)單，
首先import matplotlib.pyplot as plt?導(dǎo)入畫(huà)圖的圖。
然后給定x和y，用這個(gè)命令plt.plot(x, y)就能畫(huà)圖了，接著用plt.show()就可以把圖形展示出來(lái)。
接著就是各種完善，比如加標(biāo)題，設(shè)定x軸和y軸標(biāo)簽，范圍，顏色，網(wǎng)格等等，在 這篇文章里介紹的很詳細(xì)。
現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)的好處就是你需要什么內(nèi)容，基本上都能搜索出來(lái)，而且還是免費(fèi)的。
我為什么要研究這個(gè)呢？當(dāng)然是為了用，比如我把比特幣的曲線(xiàn)自己畫(huà)出來(lái)可好？
假設(shè)現(xiàn)在有個(gè)數(shù)據(jù)csv文件，一列是日期，另一列是比特幣的價(jià)格，那用這個(gè)命令畫(huà)下：
這兩列數(shù)據(jù)讀到pandas中，日期為df['time']列，比特幣價(jià)格為df['ini']，那我只要使用如下命令
plt.plot(df['time'], df['ini'])
plt.show()
就能得到如下圖：
自己畫(huà)的是不是很香，哈哈！
然后呢，我在上篇文章 中介紹過(guò)求Ahr999指數(shù)，那可不可以也放到這張圖中呢？不就是加一條命令嘛
plt.plot(df['time'], df['Ahr999'])
圖形如下：
但是，Ahr999指數(shù)怎么就一條線(xiàn)不動(dòng)啊，?原來(lái)兩個(gè)Y軸不一致，顯示出來(lái)太怪了，需要用多Y軸，問(wèn)題來(lái)了。
繼續(xù)谷歌一下，把第二個(gè)Y軸放右邊就行了，不過(guò)呢得使用多圖，重新繪制
fig = plt.figure() # 多圖
ax1 = fig.add_subplot(111)
ax1.plot(df['time'], df['ini'], label="BTC price")? #?繪制第一個(gè)圖比特幣價(jià)格
ax1.set_ylabel('BTC price') #?加上標(biāo)簽
# 第二個(gè)直接對(duì)稱(chēng)就行了
ax2 = ax1.twinx()#?在右邊增加一個(gè)Y軸
ax2.plot(df['time'], df['Ahr999'], 'r', label="ahr999")??#?繪制第二個(gè)圖Ahr999指數(shù)，紅色
ax2.set_ylim([0, 50])# 設(shè)定第二個(gè)Y軸范圍
ax2.set_ylabel('ahr999')
plt.grid(color="k", linestyle=":")# 網(wǎng)格
fig.legend(loc="center")#圖例
plt.show()
跑起來(lái)看看效果，雖然丑了點(diǎn)，但終于跑通了。
這樣就可以把所有指數(shù)都繪制到一張圖中，等等，三個(gè)甚至多個(gè)Y軸怎么加？這又是一個(gè)問(wèn)題，留給愛(ài)思考愛(ài)學(xué)習(xí)的你。
有了自己的數(shù)據(jù)，建立自己的各個(gè)指數(shù)，然后再放到圖形界面中，同時(shí)針對(duì)異常情況再自動(dòng)進(jìn)行提醒，比如要抄底了，要賣(mài)出了，用程序做出自己的晴雨表。
abs() divmod() input() open() staticmethod()
all() enumerate() int() ord() str()
any() eval() isinstance() pow() sum()
basestring() execfile() issubclass() print() super()
bin() file() iter() property() tuple()
bool() filter() len() range() type()
bytearray() float() list() raw_input() unichr()
callable() format() locals() reduce() unicode()
chr() frozenset() long() reload() vars()
classmethod() getattr() map() repr() xrange()
cmp() globals() max() reverse() zip()
compile() hasattr() memoryview() round() __import__()
complex() hash() min() set()
delattr() help() next() setattr()
dict() hex() object() slice()
dir() id() oct() sorted()
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