Xarray

Programowanie równoległe z Dask w Pythonie

James Fulton

Climate Informatics Researcher

Xarray – pandas w wielu wymiarach

pandas

Przypisuje etykiety indeksu do danych tabelarycznych

Xarray

Przypisuje etykiety indeksu do wielowymiarowych tablic

DataFrame

DataFrame złożony z czterech kolumn.

DataSet

DataSet złożony z trzech obiektów DataArray.

Wczytywanie DataSet z Zarr

import xarray as xr
ds = xr.open_zarr("data/era_eu.zarr")


print(ds)

<xarray.Dataset>
Dimensions:  (lat: 30, lon: 45, time: 504)
Coordinates:
  * lat      (lat) float64 35.5 36.5 37.5 38.5 39.5 ... 60.5 61.5 62.5 63.5 64.5
  * lon      (lon) float64 -14.5 -13.5 -12.5 -11.5 -10.5 ... 26.5 27.5 28.5 29.5
  * time     (time) datetime64[ns] 1979-05-31 1979-06-30 ... 2021-04-30
Data variables:
    precip   (time, lat, lon) float32 dask.array<chunksize=(12, 15, 15), ... >
    temp     (time, lat, lon) float32 dask.array<chunksize=(12, 15, 15), ... >

DataFrame vs. DataSet

pandas DataFrame

# Select a particular date
df.loc['2020-01-01']

# Select by index number
df.iloc[0]

# Select column
df['column1']

Dask DataSet

# Select a particular date
ds.sel(time='2020-01-01')

# Select by index number
ds.isel(time=0)

# Select variable
ds['variable1']

DataFrame vs. DataSet

pandas DataFrame

# Perform mathematical operations
df.mean()




# Groupby and mean
df.groupby(df['time'].dt.year).mean()


# Rolling mean
rolling_mean = df.rolling(5).mean()

Dask DataSet

# Perform mathematical operations
ds.mean()
ds.mean(dim='dim1')
ds.mean(dim=('dim1', 'dim2'))


# Groupby and mean
ds.groupby(ds['time'].dt.year).mean()


# Rolling mean
rolling_mean = ds.rolling(dim1=5).mean()

rolling_mean.compute()

Wizualizacja

ds['variable'].plot()

Tworzy wykres liniowy dla 1D
Tworzy mapę cieplną dla 2D
Tworzy histogram dla 3D+

Przykład Przykładowy wykres liniowy przedstawia temperaturę w jednej lokalizacji w północnej Finlandii na przestrzeni kilku lat wokół Wielkiego Wybuchu Zimna.

Wizualizacja

ds['variable'].plot()

Tworzy wykres liniowy dla 1D
Tworzy mapę cieplną dla 2D
Tworzy histogram dla 3D+

Przykład Przykładowa mapa cieplna przedstawia średnią temperaturę w Europie w styczniu.

Wizualizacja

ds['variable'].plot()

Tworzy wykres liniowy dla 1D
Tworzy mapę cieplną dla 2D
Tworzy histogram dla 3D+

Przykład Przykładowy histogram przedstawia rozkład temperatur zmierzonych we wszystkich lokalizacjach w Europie.

Czas na ćwiczenia!

Programowanie równoległe z Dask w Pythonie