猶他州空氣質(zhì)量分析：從 EPA 的空氣質(zhì)量服務(wù)站 API 中抓取數(shù)據(jù)

本文作者： AI研習(xí)社-譯站

2018-08-13 15:34

導(dǎo)語：在環(huán)境和人體健康日益重要的今天，我來教你如何用代碼與數(shù)據(jù)來檢測空氣質(zhì)量......

雷鋒網(wǎng)按：本文為AI研習(xí)社編譯的技術(shù)博客，原標(biāo)題 Analyzing Utah’s Air Quality – Connecting to the EPA’s AQS Data API，作者為 Randy Zwitch 。

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住在山谷里有點(diǎn)像生活在湯碗里，所有重物似乎都集中在碗底。我想說猶他州的許多山谷被稱為地壘和地塹，雖然我確信一些地質(zhì)學(xué)家可能糾正我的錯(cuò)誤。無論如何，四面環(huán)山意味著空氣污染往往會(huì)收集并集中在山谷底。

猶他州空氣質(zhì)量分析：從 EPA 的空氣質(zhì)量服務(wù)站 API 中抓取數(shù)據(jù)

從伍德蘭丘陵看猶他州

作為一個(gè)終身的猶他人，我開始懷疑污染有多嚴(yán)重？新聞?dòng)浾咚坪跽J(rèn)為很糟糕。政界人士卻說這種情況從未如此好過。有多糟糕呢？它對(duì)房地產(chǎn)價(jià)值等因素有何影響？有多少人受到影響？

為了幫助回答其中一些問題，我們與 MapD 的高級(jí)開發(fā)人員倡導(dǎo)者 Randy Zwitch 合作。通過這種合作，我們希望可以更好地了解猶他州的空氣質(zhì)量及其影響，并且隨著我們的學(xué)習(xí)，我們將與您分享我們的流程。

這種合作關(guān)系將產(chǎn)生一系列博客文章，記錄我們的流程和學(xué)習(xí)所得。

分析猶他州空氣質(zhì)量

第一部分：連接到 EPA 的 AQS 數(shù)據(jù) API

第二部分：AQS 數(shù)據(jù)清理和轉(zhuǎn)化

第三部分：使用 Shapefile 并在 MapD 中分配AQI站點(diǎn)

第四部分：在 MapD 中構(gòu)建猶他州 AQI 儀表板

第五部分：最終分析：空氣質(zhì)量調(diào)查結(jié)果

讓我們開始吧...

在 EPA.gov 上注冊(cè)一個(gè)賬號(hào)

我們需要從環(huán)保局獲取我們的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)免費(fèi)提供，唯一的要求是創(chuàng)建一個(gè)賬戶，用于訪問空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)API。

要?jiǎng)?chuàng)建新帳戶，請(qǐng)?jiān)L問 https://aqs.epa.gov/signup 。您需要提供的唯一信息是電子郵件地址。在使用您的電子郵件地址提交表單后，您將收到一個(gè)密碼。

熟悉 API 參數(shù)和數(shù)據(jù)

收到 API 密碼后，你就可以通過一個(gè)基于網(wǎng)頁的查詢表查詢空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)。

猶他州空氣質(zhì)量分析：從 EPA 的空氣質(zhì)量服務(wù)站 API 中抓取數(shù)據(jù)

EPA 上基于網(wǎng)頁的空氣質(zhì)量查詢工具

使用這個(gè)基于網(wǎng)頁的查詢工具可以快速熟悉可用的數(shù)據(jù)類型，用于選擇所需數(shù)據(jù)的參數(shù)以及整體數(shù)據(jù)輸出格式。

確定分析所需的數(shù)據(jù)

通過API可以獲得大量的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，當(dāng)您嘗試使用基于網(wǎng)頁的查詢工具時(shí)，您可以開始了解哪種數(shù)據(jù)集最符合您的興趣。對(duì)于我們的分析，我們使用以下參數(shù)：

AQI污染物：該數(shù)據(jù)集包含用于測量空氣質(zhì)量指數(shù)的所有污染物，您可能更熟悉將其作為污染物指標(biāo)，例如今天我們的空氣污染是紅色，請(qǐng)拼車出行。
參數(shù)代碼：我們沒有提供參數(shù)代碼，因?yàn)槲覀兿胍u(píng)估所有與AQI相關(guān)的污染物。但是，如果您只對(duì)臭氧感興趣，可以通過傳入“臭氧”參數(shù)代碼（44201 - 臭氧）來限制查詢。
州代碼：在這個(gè)分析中，我們對(duì)猶他州（49 - 猶他州）感興趣。
郡代碼：我們想要檢索猶他州所有郡的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，但是將此參數(shù)留空會(huì)導(dǎo)致 API 調(diào)用失敗，因此我們需要單獨(dú)請(qǐng)求每個(gè)郡的數(shù)據(jù)集。下一步有更多這方面的內(nèi)容。

從網(wǎng)頁表格遷移到編程 API 調(diào)用

一旦您理解了數(shù)據(jù)并了解了如何構(gòu)建查詢，就可以從基于網(wǎng)頁的表單轉(zhuǎn)換為您選擇的編程語言，以便對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，挖掘，清理，傳輸?shù)取?對(duì)于此示例，我們將使用Python。

有關(guān)如何與API交互的詳細(xì)文檔，請(qǐng)參閱：https://aqs.epa.gov/aqsweb/documents/ramltohtml.html

Python 腳本示例

項(xiàng)目路徑結(jié)構(gòu)

猶他州空氣質(zhì)量分析：從 EPA 的空氣質(zhì)量服務(wù)站 API 中抓取數(shù)據(jù)

讓我們分解這個(gè)例子中的操作：

第1步：導(dǎo)入 Python 庫

猶他州空氣質(zhì)量分析：從 EPA 的空氣質(zhì)量服務(wù)站 API 中抓取數(shù)據(jù)

pandas：由于數(shù)據(jù)來自API，我們將使用 Pandas 將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在 DataFrame 中。稍后，我們將在操作數(shù)據(jù)時(shí)使用Pandas 的其他功能。

io：我們將使用 io 庫來解碼從API返回的數(shù)據(jù)。

requests：Requests 庫將用于向 EPA.gov 服務(wù)器發(fā)出API請(qǐng)求。

第2步：創(chuàng)建 Pandas Dataframe

我們將創(chuàng)建一個(gè)空的 DataFrame 來存儲(chǔ) API 的響應(yīng)。

第3步：導(dǎo)入配置數(shù)據(jù)

如前所述，我們無法請(qǐng)求整個(gè)州的數(shù)據(jù)，因此我們需要一種有效的方法來按縣逐個(gè)請(qǐng)求數(shù)據(jù)。為了使代碼更具可伸縮性，我們將使用 county.py 來檢索要處理的郡列表。雖然我們?cè)谶@里只看猶他州，但代碼可以很容易地?cái)U(kuò)展到處理任何州.

猶他州空氣質(zhì)量分析：從 EPA 的空氣質(zhì)量服務(wù)站 API 中抓取數(shù)據(jù)