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用Python獲取和存儲時(shí)間序列數(shù)據(jù)

譯者 | 布加迪

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審校 | 孫淑娟

本教程將介紹如何使用Python從OpenWeatherMap API獲取時(shí)間序列數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換成Pandas DataFrame。接下來，我們將使用InfluxDB Python Client，將該數(shù)據(jù)寫入到時(shí)間序列數(shù)據(jù)平臺InfluxDB。

我們會將來自API調(diào)用的JSON響應(yīng)轉(zhuǎn)換成Pandas DataFrame，因?yàn)檫@是將數(shù)據(jù)寫入到InfluxDB的最簡單方法。由于InfluxDB是一個專門構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫，我們寫入到InfluxDB旨在滿足時(shí)間序列數(shù)據(jù)在攝取方面的高要求。

要求

本教程在通過Homebrew已安裝Python 3的macOS系統(tǒng)上完成。建議安裝額外的工具，比如virtualenv、pyenv或conda-env，以簡化Python和Client的安裝。完整的要求在這里：

txt
influxdb-client=1.30.0
pandas=1.4.3
requests>=2.27.1

本教程還假設(shè)您已經(jīng)創(chuàng)建Free Tier InfluxDB云帳戶或正在使用InfluxDB OSS，您也已經(jīng)：

  • 創(chuàng)建了存儲桶。您可以將存儲桶視為數(shù)據(jù)庫或InfluxDB中最高層次的數(shù)據(jù)組織。
  • 創(chuàng)建了令牌。

最后，該教程要求您已經(jīng)使用OpenWeatherMap創(chuàng)建了一個帳戶，并已創(chuàng)建了令牌。

請求天氣數(shù)據(jù)

首先，我們需要請求數(shù)據(jù)。我們將使用請求庫，通過OpenWeatherMap API從指定的經(jīng)度和緯度返回每小時(shí)的天氣數(shù)據(jù)。

# Get time series data from OpenWeatherMap API
params = {'lat':openWeatherMap_lat, 'lon':openWeatherMap_lon, 'exclude': 
"minutely,daily", 'appid':openWeatherMap_token}
r = requests.get(openWeather_url, params = params).json()
hourly = r['hourly']

將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Pandas DataFrame

接下來，將JSON數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Pandas DataFrame。我們還將時(shí)間戳從秒精度的Unix時(shí)間戳轉(zhuǎn)換成日期時(shí)間對象。之所以進(jìn)行這種轉(zhuǎn)換，是由于InfluxDB寫入方法要求時(shí)間戳為日期時(shí)間對象格式。接下來，我們將使用這種方法，將數(shù)據(jù)寫入到InfluxDB。我們還刪除了不想寫入到InfluxDB的列。

python
# Convert data to Pandas DataFrame and convert timestamp to datetime 
object
df = pd.json_normalize(hourly)
df = df.drop(columns=['weather', 'pop'])
df['dt'] = pd.to_datetime(df['dt'], unit='s')
print(df.head)

將Pandas DataFrame寫入到InfluxDB

現(xiàn)在為InfluxDB Python客戶端庫創(chuàng)建實(shí)例，并將DataFrame寫入到InfluxDB。我們指定了測量名稱。測量含有存儲桶中的數(shù)據(jù)。您可以將其視為InfluxDB的數(shù)據(jù)組織中僅次于存儲桶的第二高層次結(jié)構(gòu)。

您還可以使用data_frame__tag_columns參數(shù)指定將哪些列轉(zhuǎn)換成標(biāo)簽。

由于我們沒有將任何列指定為標(biāo)簽，我們的所有列都將轉(zhuǎn)換成InfluxDB中的字段。標(biāo)簽用于寫入有關(guān)您的時(shí)間序列數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)，可用于更有效地查詢數(shù)據(jù)子集。字段是您在 InfluxDB中存儲實(shí)際時(shí)間序列數(shù)據(jù)的位置。該文檔(https://docs.influxdata.com/influxdb/cloud/reference/key-concepts/?utm_source=vendor&utm_medium=referral&utm_campaign=2022-07_spnsr-ctn_obtaining-storing-ts-pything_tns)更詳細(xì)地介紹了InfluxDB中的這些數(shù)據(jù)概念。

on
# Write data to InfluxDB
with InfluxDBClient(url=url, token=token, org=org) as client:
df = df
client.write_api(write_options=SYNCHRONOUS).write(bucket=bucket,record=df,
data_frame_measurement_name="weather",
data_frame_timestamp_column="dt")

完整腳本

回顧一下，不妨看看完整的腳本。 我們采取以下步驟：

1. 導(dǎo)入庫。

2. 收集以下內(nèi)容：

  • InfluxDB存儲桶
  • InfluxDB組織
  • InfluxDB令牌
  • InfluxDB URL
  • OpenWeatherMap URL
  • OpenWeatherMap 令牌

3. 創(chuàng)建請求。

4. 將JSON響應(yīng)轉(zhuǎn)換成Pandas DataFrame。

5. 刪除您不想寫入到InfluxDB的任何列。

6. 將時(shí)間戳列從Unix時(shí)間轉(zhuǎn)換成Pandas日期時(shí)間對象。

7. 為InfluxDB Python Client庫創(chuàng)建實(shí)例。

8. 編寫DataFrame，并指定測量名稱和時(shí)間戳列。

python
import requests
import influxdb_client
import pandas as pd
from influxdb_client import InfluxDBClient
from influxdb_client.client.write_api import SYNCHRONOUS
bucket = "OpenWeather"
org = "" # or email you used to create your Free Tier 
InfluxDB Cloud account
token = " 
url = "" # for example, 
https://us-west-2-1.aws.cloud2.influxdata.com/
openWeatherMap_token = ""
openWeatherMap_lat = "33.44"
openWeatherMap_lon = "-94.04"
openWeather_url = "https://api.openweathermap.org/data/2.5/onecall"
# Get time series data from OpenWeatherMap API
params = {'lat':openWeatherMap_lat, 'lon':openWeatherMap_lon, 'exclude': 
"minutely,daily", 'appid':openWeatherMap_token}
r = requests.get(openWeather_url, params = params).json()
hourly = r['hourly']
# Convert data to Pandas DataFrame and convert timestamp to datetime 
object
df = pd.json_normalize(hourly)
df = df.drop(columns=['weather', 'pop'])
df['dt'] = pd.to_datetime(df['dt'], unit='s')
print(df.head)
# Write data to InfluxDB
with InfluxDBClient(url=url, token=token, org=org) as client:
df = df
client.write_api(write_options=SYNCHRONOUS).write(bucket=bucket,record=df,
data_frame_measurement_name="weather",
data_frame_timestamp_column="dt")

查詢數(shù)據(jù)

現(xiàn)在，我們已經(jīng)將數(shù)據(jù)寫入到InfluxDB，可以使用InfluxDB UI來查詢數(shù)據(jù)了。導(dǎo)航到數(shù)據(jù)資源管理器(從左側(cè)導(dǎo)航欄中)。使用Query Builder(查詢構(gòu)建器)，選擇想要可視化的數(shù)據(jù)和想要為之可視化的范圍，然后點(diǎn)擊“提交”。

圖1. 天氣數(shù)據(jù)的默認(rèn)物化視圖。InfluxDB自動聚合時(shí)間序列數(shù)據(jù)，這樣新用戶就不會意外查詢太多數(shù)據(jù)而導(dǎo)致超時(shí)

專業(yè)提示：當(dāng)您使用查詢構(gòu)建器查詢數(shù)據(jù)時(shí)，InfluxDB自動對數(shù)據(jù)進(jìn)行下采樣。要查詢原始數(shù)據(jù)，導(dǎo)航到Script Editor(腳本編輯器)以查看底層Flux查詢。Flux是面向InfluxDB的原生查詢和腳本語言，可用于使用您的時(shí)間序列數(shù)據(jù)來分析和創(chuàng)建預(yù)測。使用aggregateWindow()函數(shù)取消行注釋或刪除行，以查看原始數(shù)據(jù)。

圖2. 導(dǎo)航到腳本編輯器，并取消注釋或刪除aggregateWindow()函數(shù)，以查看原始天氣數(shù)據(jù)

結(jié)語

但愿本文能幫助您充分利用InfluxDB Python Client庫，獲取時(shí)間序列數(shù)據(jù)并存儲到InfluxDB中。如果您想進(jìn)一步了解使用Python Client庫從InfluxDB查詢數(shù)據(jù)，建議您看看這篇文章(https://thenewstack.io/getting-started-with-python-and-influxdb/)。另外值得一提的是，您可以使用Flux從OpenWeatherMap API獲取數(shù)據(jù)，并將其存儲到InfluxDB。如果您使用InfluxDB Cloud，這意味著該Flux腳本將被托管和定期執(zhí)行，因此您可以獲得可靠的天氣數(shù)據(jù)流，并饋入到實(shí)例中。想進(jìn)一步了解如何使用Flux按用戶定義的時(shí)間表獲取天氣數(shù)據(jù)，請閱讀這篇文章(https://www.influxdata.com/blog/tldr-influxdb-tech-tips-handling-json-objects-mapping-arrays/?utm_source=vendor&utm_medium=referral&utm_campaign=2022-07_spnsr-ctn_obtaining-storing-ts-pything_tns)。


本文題目：用Python獲取和存儲時(shí)間序列數(shù)據(jù)
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