Utilizzare i dati raster per analizzare la temperatura

Questo tutorial descrive come eseguire l'analisi geospaziale sui dati raster.

Obiettivi

• Trovare i dati di Google Earth Engine disponibili pubblicamente in BigQuery sharing (in precedenza Analytics Hub).
• Utilizzare la ST_REGIONSTATS funzione per calcolare la temperatura media in ogni paese in un determinato momento.
• Visualizzare i risultati in BigQuery Geo Viz, uno strumento web per la visualizzazione dei dati geospaziali in BigQuery utilizzando le API di Google Maps.

Costi

In questo tutorial, utilizzerai i seguenti componenti fatturabili di Google Cloud:

• BigQuery
• Google Earth Engine

Prima di iniziare

Ti consigliamo di creare un Google Cloud progetto per questo tutorial. Assicurati di disporre dei ruoli necessari per completare questo tutorial.

Configurare un Google Cloud progetto

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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

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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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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.

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Ruoli obbligatori

Per ottenere le autorizzazioni necessarie per eseguire le attività descritte in questo tutorial, chiedi all'amministratore di concederti i seguenti ruoli IAM nel progetto:

• Visualizzatore risorse Earth Engine (roles/earthengine.viewer)
• Consumer servizi Service Usage (roles/serviceusage.serviceUsageConsumer)
• Editor dati BigQuery (roles/bigquery.dataEditor)

Per saperne di più sulla concessione dei ruoli, consulta Gestisci l'accesso a progetti, cartelle e organizzazioni.

Questi ruoli predefiniti contengono le autorizzazioni necessarie per eseguire le attività descritte in questo tutorial. Per vedere quali sono esattamente le autorizzazioni richieste, espandi la sezione Autorizzazioni obbligatorie:

Autorizzazioni obbligatorie

Per eseguire le attività descritte in questo tutorial sono necessarie le seguenti autorizzazioni:

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

Potresti anche ottenere queste autorizzazioni con ruoli personalizzati o altri ruoli predefiniti.

Abbonarsi a un set di dati

Per trovare il set di dati utilizzato per questo tutorial:

1. Vai alla pagina Sharing (Analytics Hub).

   Vai a Sharing (Analytics Hub)

2. Fai clic su Cerca schede.

3. Nel campo Cerca schede, inserisci "ERA5-Land Daily Aggregated".

4. Fai clic sul risultato. Si apre un riquadro dei dettagli con informazioni sul set di dati di rianalisi del clima ERA5-Land, tra cui una descrizione, un link alle informazioni sulle bande, la disponibilità, le dimensioni dei pixel e i termini di utilizzo.

5. Fai clic su Abbonati.

6. (Facoltativo) Aggiorna il Progetto.

7. Aggiorna il Nome set di dati collegato a era5_climate_tutorial.

8. Fai clic su Salva. Il set di dati collegato viene aggiunto al progetto e contiene una singola tabella denominata climate.

Trovare l'ID raster

Ogni riga della tabella era5_climate_tutorial.climate contiene i metadati di un'immagine raster con i dati climatici per un giorno specifico. Esegui la seguente query per estrarre l'ID raster dell'immagine raster per il 1° gennaio 2025:

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

Il risultato è ee://ECMWF/ERA5_LAND/DAILY_AGGR/20250101. Nella sezione successiva, lo utilizzerai per l'argomento raster_id della funzione ST_REGIONSTATS.

Calcolare la temperatura media

Esegui la seguente query per calcolare la temperatura media di ogni paese il 1° gennaio 2025 utilizzando la ST_REGIONSTATS funzione:

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;

Questa query viene eseguita sulla tabella division_area disponibile pubblicamente che contiene i valori GEOGRAPHY che rappresentano i confini di varie regioni della Terra, inclusi i paesi. La funzione ST_REGIONSTATS utilizza la banda temperature_2m dell'immagine raster, che contiene la temperatura dell'aria a 2 metri sopra la superficie del terreno al pixel specificato.

Visualizzare i risultati della query in BigQuery

Per visualizzare i risultati in BigQuery:

1. Nel riquadro Risultati query, fai clic sulla scheda Visualizzazione.

2. Per Colonna dati, seleziona mean_temperature.

   Viene visualizzata una mappa del mondo, con uno stile basato su una mappa a gradiente di colore per la temperatura media di ogni paese.

Visualizzare i risultati della query in Geo Viz

Puoi anche visualizzare i risultati utilizzando BigQuery Geo Viz.

Avviare Geo Viz ed eseguire l'autenticazione

Prima di utilizzare Geo Viz, devi eseguire l'autenticazione e concedere l'accesso ai dati in BigQuery.

Per configurare Geo Viz:

1. Apri lo strumento web Geo Viz.

   Apri Geo Viz

   In alternativa, nel riquadro Risultati query, fai clic su Apri in > GeoViz.

2. Nel primo passaggio, Query, fai clic su Autorizza.

3. Nella finestra di dialogo Scegli un account, fai clic sul tuo Account Google.

4. Nella finestra di dialogo di accesso, fai clic su Consenti per consentire a Geo Viz di accedere ai tuoi dati BigQuery.

Eseguire la query in Geo Viz

Dopo aver eseguito l'autenticazione e concesso l'accesso, il passo successivo è eseguire la query in Geo Viz.

Per eseguire la query:

1. Nel primo passaggio, Seleziona dati, inserisci l'ID progetto nel campo ID progetto

2. Nella finestra della query, inserisci la seguente query GoogleSQL. Se hai aperto Geo Viz dai risultati della query, questo campo è già compilato con la query.

   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. Fai clic su Esegui.

Applicare stili

La sezione Stile fornisce un elenco di stili visivi per la personalizzazione. Per saperne di più su ogni stile, consulta Formattare la visualizzazione.

Per formattare la mappa:

1. Per aprire il riquadro fillColor, fai clic sul passaggio 3, Stile.

2. Imposta il pulsante di attivazione/disattivazione Basato sui dati su Attivato.

3. In Funzione, scegli lineare.

4. In Campo, scegli mean_temperature.

5. Per Dominio, inserisci -20 nella prima casella e 32 nella seconda.

6. In Intervallo, fai clic sulla prima casella e inserisci #0006ff nella casella Esadecimale, quindi fai clic sulla seconda casella e inserisci #ff0000. In questo modo, il colore di ogni paese cambia in base alla temperatura media del 1° gennaio 2025. Il blu indica una temperatura più fredda e il rosso una temperatura più calda.

7. Fai clic su fillOpacity.

8. Nel campo Valore, inserisci .5.

9. Fai clic su Applica stile.

10. Esamina la mappa. Se fai clic su un paese, vengono visualizzati il nome, la temperatura media e la geometria semplificata del paese.

    

Libera spazio

Attenzione: l'eliminazione di un progetto ha i seguenti effetti:

• L'intero contenuto del progetto viene eliminato. Se hai utilizzato un progetto esistente per, le attività descritte in questo documento, eliminerai anche tutto il lavoro che hai svolto nel progetto.
• Gli ID progetto personalizzati non sono più disponibili. Quando hai creato questo progetto, potresti aver creato un ID progetto personalizzato che vuoi utilizzare in futuro. Per conservare gli URL che utilizzano l'ID progetto, ad esempio un URL appspot.com, elimina le risorse selezionate all'interno del progetto anziché eliminare l'intero progetto.

Se intendi esplorare più architetture, tutorial o guide rapide, puoi riutilizzare i progetti ed evitare così di superare i limiti di quota.

1. Nella Google Cloud console, vai alla pagina Gestisci risorse.

   Vai a Gestisci risorse

2. Nell'elenco dei progetti, seleziona il progetto che vuoi eliminare, quindi fai clic su Elimina.
3. Nella finestra di dialogo, digita l'ID progetto e fai clic su Chiudi per eliminare il progetto.

Passaggi successivi

• Per scoprire di più sulle opzioni di visualizzazione per l'analisi geospaziale, consulta Visualizzare i dati geospaziali.
• Per lavorare con i dati raster, consulta Utilizzare i dati raster.
• Per scoprire di più sulle funzioni geografiche che puoi utilizzare nell'analisi geospaziale, consulta Funzioni geografiche in GoogleSQL.