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使用地理空间分析绘制飓风路径

本教程将向您介绍地理空间分析。借助地理空间分析，您可以在 BigQuery 中轻松分析和直观呈现地理空间数据。

浏览示例数据

本教程使用通过 Google Cloud 公共数据集计划提供的数据集。公共数据集是存储在 BigQuery 中且可供公众使用的任何数据集。公共数据集由 BigQuery 托管，可供您访问并集成到您的应用中。Google 会支付这些数据集的存储费用，并使用项目提供对数据的公开访问权限。您只需支付数据查询费用（每月前 1 TB 数据免费，具体以查询价格详情为准）。

全球飓风轨迹 (IBTrACS) 数据集

全球热带气旋 (TC) 轨迹的历史位置和强度由 NOAA 的 International Best Track Archive for Climate Stewardship (IBTrACS) 提供。热带气旋在北大西洋和东北太平洋海盆称为飓风，在西北太平洋海盆称为台风，在印度洋北部和南部海盆称为气旋，在西南太平洋海盆称为热带气旋。

IBTrACS 收集国际监测中心报告的 TC 相关数据，这些监测中心负责预测和报告 TC，IBTrACS 还会包括一些重要的历史数据集。BTrACS 包括来自 9 个不同国家/地区的数据。从历史上看，描述这些系统的数据包括了对其轨迹和强度的最佳估计（因此称为“最佳轨迹”）。

您可以通过查看 hurricanes 表的详细信息，在 Google Cloud 控制台中探索此数据：

转到飓风架构

查询 2017 年玛利亚飓风的路径

在本教程的这一部分，您会运行一个 GoogleSQL 查询，查找 2017 年飓风季的玛利亚飓风的路径。要绘制飓风的路径，您可以查询飓风在不同时间点所处的位置。

查询详情

以下 GoogleSQL 查询用于查找玛利亚飓风的路径。

SELECT
  ST_GeogPoint(longitude, latitude) AS point,
  name,
  iso_time,
  dist2land,
  usa_wind,
  usa_pressure,
  usa_sshs,
  (usa_r34_ne + usa_r34_nw + usa_r34_se + usa_r34_sw)/4 AS radius_34kt,
  (usa_r50_ne + usa_r50_nw + usa_r50_se + usa_r50_sw)/4 AS radius_50kt
FROM
  `bigquery-public-data.noaa_hurricanes.hurricanes`
WHERE
  name LIKE '%MARIA%'
  AND season = '2017'
  AND ST_DWithin(ST_GeogFromText('POLYGON((-179 26, -179 48, -10 48, -10 26, -100 -10.1, -179 26))'),
    ST_GeogPoint(longitude, latitude), 10)
ORDER BY
  iso_time ASC

查询子句执行以下操作：

SELECT ST_GeogPoint(longitude, latitude) AS point, name, iso_time, dist2land, usa_wind, usa_pressure, usa_sshs, (usa_r34_ne + usa_r34_nw + usa_r34_se + usa_r34_sw)/4 AS radius_34kt, (usa_r50_ne + usa_r50_nw + usa_r50_se + usa_r50_sw)/4 AS radius_50kt

SELECT 子句会选择所有风暴天气数据，并使用 ST_GeogPoint 函数将 latitude 和 longitude 列中的值转换为 GEOGRAPHY 类型（点）。
FROM bigquery-public-data.noaa_hurricanes.hurricanes

FROM 子句指定要查询的表：hurricanes。
WHERE name LIKE '%MARIA%' AND season = '2017' AND ST_DWithin(ST_GeogFromText('POLYGON((-179 26, -179 48, -10 48, -10 26, -100 -10.1, -179 26))'), ST_GeogPoint(longitude, latitude), 10)

WHERE 子句会对数据进行过滤，只留下大西洋在 2017 年飓风季中与玛利亚飓风对应的数据点。
ORDER BY iso_time ASC

ORDER BY 子句会对这些点进行排列，形成按时间顺序排列的风暴路径。

运行查询

如需使用 Google Cloud 控制台运行查询，请执行以下操作：

前往 Google Cloud 控制台中的 BigQuery 页面。

转到 BigQuery 页面

在查询编辑器文本区域中输入以下 GoogleSQL 查询。

SELECT
  ST_GeogPoint(longitude, latitude) AS point,
  name,
  iso_time,
  dist2land,
  usa_wind,
  usa_pressure,
  usa_sshs,
  (usa_r34_ne + usa_r34_nw + usa_r34_se + usa_r34_sw)/4 AS radius_34kt,
  (usa_r50_ne + usa_r50_nw + usa_r50_se + usa_r50_sw)/4 AS radius_50kt
FROM
  `bigquery-public-data.noaa_hurricanes.hurricanes`
WHERE
  name LIKE '%MARIA%'
  AND season = '2017'
  AND ST_DWithin(ST_GeogFromText('POLYGON((-179 26, -179 48, -10 48, -10 26, -100 -10.1, -179 26))'),
    ST_GeogPoint(longitude, latitude), 10)
ORDER BY
  iso_time ASC

点击运行。

查询需要一些时间才能完成。查询运行后，结果将显示在查询结果窗格中。

在 BigQuery 中直观呈现查询结果

如需在 BigQuery 中直观呈现结果，请按以下步骤操作：

如需在 BigQuery 中直观呈现结果，请在查询结果窗格中点击可视化图表。
对于数据列，请选择 usa_wind。

系统会显示一张地图，其中包含飓风随时间变化的位置点，并以颜色渐变样式表示风速。
可选：如需调整点的可见性，请将最小值设置为 0，然后从颜色列表中选择其他颜色渐变。

BigQuery 中的玛丽亚飓风查询结果可视化图表

在 Geo Viz 中直观呈现查询结果

您还可以使用 BigQuery Geo Viz（一种使用 Google 地图 API 将 BigQuery 中的地理空间数据可视化的 Web 工具）将结果可视化。

启动 Geo Viz 并进行身份验证

在使用 Geo Viz 之前，您必须对 BigQuery 中的数据进行身份验证并授予访问权限。

如需设置 Geo Viz，请执行以下操作：

打开 Geo Viz Web 工具。

打开 Geo Viz Web 工具
在第一步选择数据 (Select data) 下，点击授权 (Authorize)。
在选择账号对话框中，点击您的 Google 账号。
在访问对话框中，点击允许以授予 Geo Viz 对 BigQuery 数据的访问权限。

在 Geo Viz 中运行查询

进行身份验证并授予访问权限后，下一步就是在 Geo Viz 中运行查询。

如需运行查询，请执行以下步骤：

第一步是选择数据，在项目 ID 字段中输入您的项目 ID。

在查询窗口中，输入以下 GoogleSQL 查询。

SELECT
  ST_GeogPoint(longitude, latitude) AS point,
  name,
  iso_time,
  dist2land,
  usa_wind,
  usa_pressure,
  usa_sshs,
  (usa_r34_ne + usa_r34_nw + usa_r34_se + usa_r34_sw)/4 AS radius_34kt,
  (usa_r50_ne + usa_r50_nw + usa_r50_se + usa_r50_sw)/4 AS radius_50kt
FROM
  `bigquery-public-data.noaa_hurricanes.hurricanes`
WHERE
  name LIKE '%MARIA%'
  AND season = '2017'
  AND ST_DWithin(ST_GeogFromText('POLYGON((-179 26, -179 48, -10 48, -10 26, -100 -10.1, -179 26))'),
    ST_GeogPoint(longitude, latitude), 10)
ORDER BY
  iso_time ASC

点击运行。
查询完成后，点击显示结果。您还可以点击第二步数据。
您将进入第二步。在第二步中，对于几何图形列 (Geometry column)，选择点。这绘制了与飓风玛丽亚的路径相对应的点。

在 Geo Viz 中设置可视化内容的格式

样式部分提供了可供自定义的视觉样式列表。如需详细了解样式属性和值，请参阅设置可视化图表的格式。

要设置地图格式，请执行以下操作：

点击第二步中的添加样式 (Add styles) 或点击第三步样式。
更改点的颜色。点击 fillColor。
在 fillColor 面板中，执行以下操作：
1. 点击数据驱动 (Data driven)。
2. 在函数 (Function) 部分，选择 linear。
3. 在字段 (Field) 部分，选择 usa_wind。
4. 在区间 (Domain) 部分，分别在第一个框和第二个框中输入 0 和 150。
5. 在范围 (Range) 部分，点击第一个框，并在十六进制颜色值 (Hex) 框中输入 #0006ff。然后点击第二个框并输入 #ff0000.系统即会根据风速更改点的颜色。蓝色代表风速较弱，红色代表风速较强。
检查地图。如果将鼠标指针悬停在其中一个点上，该点的天气数据即会显示。
点击 fillOpacity。
在值字段中，输入 .5。
检查地图。点的填充颜色现在为半透明。
根据飓风的半径更改点的大小。点击 circleRadius。
在 circleRadius 面板中，请执行以下操作：
1. 点击数据驱动 (Data driven)。
2. 在函数 (Function) 部分，选择 linear。
3. 在字段 (Field) 部分，选择 radius_50kt。
4. 在区间 (Domain) 部分，分别在第一个框和第二个框中输入 0 和 135。
5. 在范围 (Range) 部分，分别在第一个框和第二个框中输入 5 和 135000。
检查地图。现在，每个点的半径均对应于飓风的半径。
关闭 Geo Viz。