Rasterdaten zur Analyse der Temperatur verwenden

In dieser Anleitung wird beschrieben, wie Sie raumbezogene Analysen für Rasterdaten durchführen.

Ziele

• Öffentlich verfügbare Google Earth Engine-Daten in BigQuery Sharing (früher Analytics Hub) finden
• Mit der ST_REGIONSTATS Funktion die Durchschnittstemperatur in jedem Land zu einem bestimmten Zeitpunkt berechnen
• Ergebnisse in BigQuery Geo Viz visualisieren. BigQuery Geo Viz ist ein Webtool zur Visualisierung von raumbezogenen Daten in BigQuery mithilfe von Google Maps APIs.

Kosten

In dieser Anleitung verwenden Sie die folgenden kostenpflichtigen Komponenten von Google Cloud:

• BigQuery
• Google Earth Engine

Hinweis

Wir empfehlen, für diese Anleitung ein Google Cloud Projekt zu erstellen. Außerdem benötigen Sie die erforderlichen Rollen, um diese Anleitung abzuschließen.

Projekt einrichten Google Cloud

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In the Google Cloud console, on the project selector page, select or create a Google Cloud project.

Roles required to select or create a project

• Select a project: Selecting a project doesn't require a specific IAM role—you can select any project that you've been granted a role on.
• Create a project: To create a project, you need the Project Creator role (roles/resourcemanager.projectCreator), which contains the resourcemanager.projects.create permission. Learn how to grant roles.

Note: If you don't plan to keep the resources that you create in this procedure, create a project instead of selecting an existing project. After you finish these steps, you can delete the project, removing all resources associated with the project.

Go to project selector

Verify that billing is enabled for your Google Cloud project.

Enable the BigQuery, BigQuery sharing, and Google Earth Engine APIs.

Roles required to enable APIs

To enable APIs, you need the Service Usage Admin IAM role (roles/serviceusage.serviceUsageAdmin), which contains the serviceusage.services.enable permission. Learn how to grant roles.

Enable the APIs

In the Google Cloud console, on the project selector page, select or create a Google Cloud project.

Roles required to select or create a project

• Select a project: Selecting a project doesn't require a specific IAM role—you can select any project that you've been granted a role on.
• Create a project: To create a project, you need the Project Creator role (roles/resourcemanager.projectCreator), which contains the resourcemanager.projects.create permission. Learn how to grant roles.

Note: If you don't plan to keep the resources that you create in this procedure, create a project instead of selecting an existing project. After you finish these steps, you can delete the project, removing all resources associated with the project.

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Roles required to enable APIs

To enable APIs, you need the Service Usage Admin IAM role (roles/serviceusage.serviceUsageAdmin), which contains the serviceusage.services.enable permission. Learn how to grant roles.

Enable the APIs

Erforderliche Rollen

Bitten Sie Ihren Administrator, Ihnen die folgenden IAM-Rollen für das Projekt zuzuweisen, um die Berechtigungen zu erhalten, die Sie zum Ausführen der Aufgaben in dieser Anleitung benötigen:

• Earth Engine-Ressourcenbetrachter (roles/earthengine.viewer)
• Service Usage Consumer (roles/serviceusage.serviceUsageConsumer)
• BigQuery-Datenbearbeiter (roles/bigquery.dataEditor)

Weitere Informationen zum Zuweisen von Rollen finden Sie unter Zugriff auf Projekte, Ordner und Organisationen verwalten.

Diese vordefinierten Rollen enthalten die Berechtigungen, die zum Ausführen der Aufgaben in diesem Dokument erforderlich sind. Erweitern Sie den Abschnitt Erforderliche Berechtigungen, um die erforderlichen Berechtigungen anzuzeigen:

Erforderliche Berechtigungen

Die folgenden Berechtigungen sind für die Aufgaben in dieser Anleitung erforderlich:

• earthengine.computations.create
• serviceusage.services.use
• bigquery.datasets.create

Sie können diese Berechtigungen auch mit benutzerdefinierten Rollen oder anderen vordefinierten Rollen erhalten.

Dataset abonnieren

So finden Sie das für diese Anleitung verwendete Dataset:

1. Rufen Sie die Seite Sharing (Analytics Hub) auf.

   Sharing (Analytics Hub) aufrufen

2. Klicken Sie auf die Suche Search listings.

3. Geben Sie im Feld Search for listings "ERA5-Land Daily Aggregated" ein.

4. Klicken Sie auf das Ergebnis. Ein Detailbereich wird mit Informationen zum ERA5-Land-Dataset für die Klimaanalyse geöffnet, einschließlich einer Beschreibung, eines Links zu Bandinformationen, der Verfügbarkeit, der Pixelgröße und der Nutzungsbedingungen.

5. Klicken Sie auf Abonnieren.

6. Optional: Aktualisieren Sie das Projekt.

7. Aktualisieren Sie den Namen des verknüpften Datasets zu era5_climate_tutorial.

8. Klicken Sie auf Speichern. Das verknüpfte Dataset wird Ihrem Projekt hinzugefügt und enthält eine einzelne Tabelle mit dem Namen climate.

Raster-ID finden

Jede Zeile in der Tabelle era5_climate_tutorial.climate enthält Metadaten für ein Rasterbild mit Klimadaten für einen bestimmten Tag. Führen Sie die folgende Abfrage aus, um die Raster-ID des Rasterbilds für den 1. Januar 2025 zu extrahieren:

SELECT
  assets.image.href
FROM
  `era5_climate_tutorial.climate`
WHERE
  properties.start_datetime = '2025-01-01';

Das Ergebnis ist ee://ECMWF/ERA5_LAND/DAILY_AGGR/20250101. Im nächsten Abschnitt verwenden Sie diesen Wert für das Argument raster_id der Funktion ST_REGIONSTATS.

Durchschnittstemperatur berechnen

Führen Sie die folgende Abfrage aus, um die Durchschnittstemperatur für jedes Land am 1. Januar 2025 mit der ST_REGIONSTATS Funktion zu berechnen:

WITH SimplifiedCountries AS (
  SELECT
    ST_SIMPLIFY(geometry, 10000) AS simplified_geometry,
    names.primary AS name
  FROM
    `bigquery-public-data.overture_maps.division_area`
  WHERE
    subtype = 'country'
)
SELECT
  sc.simplified_geometry AS geometry,
  sc.name,
  ST_REGIONSTATS(
    sc.simplified_geometry,
    'ee://ECMWF/ERA5_LAND/DAILY_AGGR/20250101',
    'temperature_2m'
  ).mean - 273.15 AS mean_temperature
FROM
  SimplifiedCountries AS sc
ORDER BY
  mean_temperature DESC;

Diese Abfrage wird für die öffentlich verfügbare Tabelle division_area ausgeführt, die GEOGRAPHY-Werte enthält, die die Grenzen verschiedener Regionen auf der Erde darstellen, einschließlich der Länder. Die Funktion ST_REGIONSTATS verwendet das Band temperature_2m des Rasterbilds, das die Temperatur der Luft in 2 Metern Höhe über der Landoberfläche am angegebenen Pixel enthält.

Abfrageergebnisse in BigQuery visualisieren

So visualisieren Sie Ihre Ergebnisse in BigQuery:

1. Klicken Sie im Bereich Abfrageergebnisse auf den Tab Visualisierung.

2. Wählen Sie für Datenspalte die Option mean_temperature aus.

   Eine Weltkarte wird angezeigt, die mit einem Farbverlauf für die Durchschnittstemperatur jedes Landes gestaltet ist.

Abfrageergebnisse in Geo Viz visualisieren

Sie können Ihre Ergebnisse auch mit BigQuery Geo Viz visualisieren.

Geo Viz starten und authentifizieren

Für die Verwendung von Geo Viz müssen Sie sich authentifizieren und Geo Viz die Berechtigung für den Zugriff auf Daten in BigQuery erteilen.

So richten Sie Geo Viz ein:

1. Rufen Sie das Webtool Geo Viz auf.

   Geo Viz öffnen

   Alternativ können Sie im Bereich Abfrageergebnisse auf Öffnen in > GeoViz klicken.

2. Klicken Sie in Schritt 1, Abfrage, auf Autorisieren.

3. Klicken Sie im Dialogfeld Konto auswählen auf Ihr Google-Konto.

4. Klicken Sie im Dialogfeld für den Zugriff auf Zulassen, um Geo Viz Zugriff auf Ihre BigQuery-Daten zu geben.

Abfrage in Geo Viz ausführen

Führen Sie als Nächstes die Abfrage in Geo Viz aus, nachdem Sie sich authentifiziert und Geo Viz Zugriff gegeben haben.

So führen Sie die Abfrage aus:

1. Geben Sie für Schritt 1, Daten auswählen, Ihre Projekt-ID in das Feld Projekt-ID ein.

2. Geben Sie im Abfragefenster die folgende GoogleSQL-Abfrage ein. Wenn Sie Geo Viz über Ihre Abfrageergebnisse geöffnet haben, ist dieses Feld bereits mit Ihrer Abfrage ausgefüllt.

   WITH SimplifiedCountries AS (
     SELECT
       ST_SIMPLIFY(geometry, 10000) AS simplified_geometry,
       names.primary AS name
     FROM
       `bigquery-public-data.overture_maps.division_area`
     WHERE
       subtype = 'country'
   )
   SELECT
     sc.simplified_geometry AS geometry,
     sc.name,
     ST_REGIONSTATS(
       sc.simplified_geometry,
       'ee://ECMWF/ERA5_LAND/DAILY_AGGR/20250101',
       'temperature_2m'
     ).mean - 273.15 AS mean_temperature
   FROM
     SimplifiedCountries AS sc
   ORDER BY
     mean_temperature DESC;
   

3. Klicken Sie auf Ausführen.

Stile anwenden

Der Abschnitt Stil enthält eine Liste visueller Stile für die individuelle Gestaltung. Weitere Informationen zu den einzelnen Stilen finden Sie unter Visualisierung formatieren.

So formatieren Sie Ihre Karte:

1. Klicken Sie auf Schritt 3, Stil, um den Bereich fillColor zu öffnen.

2. Klicken Sie auf den Ein/Aus-Button Datengesteuert , um die Position „Ein“ festzulegen.

3. Wählen Sie für Funktion die Option linear aus.

4. Wählen Sie für Feld die Option mean_temperature aus.

5. Geben Sie für Domain im ersten Feld -20 und im zweiten Feld 32 ein.

6. Klicken Sie für Bereich auf das erste Feld und geben Sie #0006ff im Feld Hex ein. Klicken Sie dann auf das zweite Feld und geben Sie #ff0000 ein. Dadurch ändert sich die Farbe jedes Landes entsprechend seiner Durchschnittstemperatur am 1. Januar 2025. Blau steht für eine kältere und Rot für eine wärmere Temperatur.

7. Klicken Sie auf fillOpacity.

8. Geben Sie im Feld Wert den Wert .5 ein.

9. Klicken Sie auf Stil anwenden.

10. Prüfen Sie die Karte. Wenn Sie auf ein Land klicken, werden der Name des Landes, die Durchschnittstemperatur und die vereinfachte Geometrie angezeigt.

    

Bereinigen

Achtung: Das Löschen von Projekten hat folgende Auswirkungen:

• Alle Inhalte des Projekts werden gelöscht. Wenn Sie für die Aufgaben in diesem Dokument ein bereits bestehendes Projekt verwendet haben und dieses löschen, werden auch alle anderen im Rahmen des Projekts erstellten Daten gelöscht.
• Benutzerdefinierte Projekt-IDs gehen verloren. Beim Erstellen dieses Projekts haben Sie möglicherweise eine benutzerdefinierte Projekt-ID erstellt, die Sie weiterhin verwenden möchten. Damit die URLs, die die Projekt-ID nutzen, z. B. eine appspot.com-URL, erhalten bleiben, sollten Sie ausgewählte Ressourcen innerhalb des Projekts löschen, statt das gesamte Projekt.

Wenn Sie mehrere Architekturen, Anleitungen und Kurzanleitungen durcharbeiten möchten, können Sie die Überschreitung von Projektkontingenten verhindern, indem Sie Projekte wiederverwenden.

1. Wechseln Sie in der Google Cloud -Console zur Seite Ressourcen verwalten.

   Zur Seite „Ressourcen verwalten“

2. Wählen Sie in der Projektliste das Projekt aus, das Sie löschen möchten, und klicken Sie dann auf Löschen.
3. Geben Sie im Dialogfeld die Projekt-ID ein und klicken Sie auf Shut down (Beenden), um das Projekt zu löschen.

Nächste Schritte

• Weitere Informationen zum Visualisieren von Optionen für raumbezogene Analysen finden Sie unter Raumbezogene Daten visualisieren.
• Informationen zur Arbeit mit Rasterdaten finden Sie unter Mit Rasterdaten arbeiten.
• Weitere Informationen zu den geografischen Funktionen, die Sie in raumbezogenen Analysen verwenden können, finden Sie unter Geografische Funktionen in GoogleSQL.