王艳
掌握R语言,轻松搞定气象水文数据可视化、绘图
2025-4-7 11:16
阅读:475

R语言是一种开源的统计计算和图形展示编程语言,专为数据分析、统计建模和数据可视化而设计,具有丰富的统计函数库、强大的绘图能力以及活跃的社区支持,广泛应用于学术研究、商业分析和数据科学领域。

📊 丰富的地学应用资源

在地学领域,R语言提供了大量专门的数据处理和绘图包,涵盖了地学空间数据、时空数据等多方面内容。R语言官网还设有专题,专门介绍其在水文数据和模拟应用中的强大功能。

🌡 聚焦气象水文分析

本教程专注于R语言在气象水文领域的应用,贯穿从数据获取到分析制图的全流程。我们将从多个角度深入讲解R语言在气象水文数据分析及图形绘制中的使用技巧,并通过大量实例展示典型R语言包的具体应用。

💡 全面掌握R语言基础

为了更好地掌握R语言,本教程详细介绍了其安装、使用、编程方法,以及独特的语法和用法。无论是初学者还是有一定基础的研究人员,都能从中受益。

🚀 助力科研与学习

通过本教程,学习者将深入了解R语言在数据分析和人工智能中的具体应用,为今后的科研工作、学习和进一步研究打下坚实的基础。

R简介与R在气象水文中的应用

R语言与R软件简介

R在各行业的应用

R与其他语言的比较及其在数据分析与作图上的优势

R在地学中的应用以及R在气象水文中的应用

出发之前——用什么来同时记录我们的数据、代码及结果——Rmd与knitr

讲解一种方便的理念——ReproducibleResearch和Rmd及knitr

“原始数据保平安”与R-Rmd、Python-Jupyter

Rmd的适用范围:笔记、PPT、互动网页、报告、论文

Rmd知识讲解:结构、用法

Rmd导出为PDF、Word、HTML:knitr、officedown

开始出发——R及相关开发环境的安装、配置

R-core软件和R开发环境及下载安装

R软件在不同平台的下载

Rstudio软件讲解

VisualStudioCode等编辑器中的R开发环境

R包的基础结构与包的安装

研究区域的探索——R绘图知识讲解与区域地形和站点分布的汇制

R绘图中的“设备”与绘图包

R绘图中的“设备概念”与R画图方法,一张图的基本组成部分

R绘图的基础包,常用命令,注意事项

常见不同图形类型的绘制

区域地形图与区域内观测站点分布图的汇制

气象数据的准备——R程序

R编程语言的语法讲解与数据读写

一个典型R程序的组成部分

R中的基本数据类型及其与其他语言的差异

R中的结构与分支,R中的循环,以及不推荐R循环

文件的读写,典型气象数据的读取(站点数据、再分析数据、模式数据,txt文件、netcdf文件)

气象数据的探索——R数据分析与绘图

R数据分析的基本包以及常用气象、气候数据处理,图形汇制的进阶

常用数据处理包及函数:mean、rmse、sd、cor等

统计方法:回归分析、极值分析、主成分分析、小波分析等

气候数据处理;气候均一性分析;极端气候指数的计算;SPEI计算等

气象水文数据降尺度与插值等

水文模型的运行——R编程的高级知识及常见数据格式

R与水文变量计算、模型;掌握R的“类”、DataFrame、%>%管道等

R来计算水文变量:计算Evapotranspiration的21种方法等

用R实现的水文模型:物理模型及统计模型;BigLeaf、RHMS、TOPMODEL等

R中的“类”的概念及其应用;%>%管道概念

DataFrame以及R中的基本数据

常用的数据处理函数,常见数据的读写地学常见数据的读写及处理

气象水文结果分析——R绘图的高阶,以及一些常用气象水文图形的汇制

气象水文结果的更多分析;R汇制复杂的图形等

高质量绘图的基本常识

特殊图形的汇制方法:如等值线图、3D图、Taylor图

时间序列与水文过程线图的汇制

带地图的图形汇制,从基础到交互式地图

其他多种图形:heatmap、相关系数矩阵图等

最终呈现——从过程笔记到实验报告、学术论文、网站呈现

最终结果的呈现,与R在气象水文中的更多应用与举例

从Rmd到最终的结果:网页html文件、Word、PPT、PDF、矢量图

R与Python、Fortran、Cpp、Julia等语言的互操作

人工智能及其他

更多应用及举例

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