Python爬虫杭州天气预报数据可视化分析大屏系统

Python杭州天气预报爬虫

数据可视化分析大屏全屏系统

开题报告

学生姓名

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论文（设计）题目

Python杭州天气预报爬虫数据可视化分析大屏全屏系统设计与实现

指导教师姓名（职称）

开题日期

选题依据：1.研究背景与意义；2.国内外研究（应用与发展）现状。

1：研究背景与意义

随着互联网的发展，数据爬虫和数据可视化技术已经成为数据分析领域的重要工具。Xx城市作为中国的重要城市，天气预报数据对于城市规划、交通管理、环境保护等方面都具有重要的意义。因此，设计和实现一个基于Python的xx城市天气预报爬虫数据可视化分析大屏系统，具有以下背景和意义：

1. 数据获取：通过爬虫技术，可以自动获取杭州天气预报数据，避免了手动查询和录入的繁琐过程，提高了数据获取的效率和准确性。
2. 数据处理：通过Python编程语言，可以对获取的数据进行清洗、整理、分析和可视化，以便更好地理解和利用这些数据。
3. 数据可视化：通过数据可视化技术，可以将天气预报数据以图表、图像等形式展示出来，更加直观地反映数据的特征和趋势，为决策者提供更加准确和全面的信息。
4. 系统设计：通过系统设计，可以实现数据的自动获取、处理、分析和可视化，提高了工作效率和准确性，为城市规划、交通管理、环境保护等方面提供了更加全面和准确的数据支持。

总之，设计和实现一个基于Python的xx城市天气预报爬虫数据可视化分析大屏系统，可以为城市规划、交通管理、环境保护等方面提供更加全面和准确的数据支持，促进城市的发展和进步。

2：国内外研究现状

国内研究现状：

在国内，对于Python爬虫技术、数据可视化和大屏展示的研究已经相当丰富。特别是在数据可视化方面，国内的研究主要集中在利用Python的matplotlib、seaborn、plotly等库进行数据的可视化展示。同时，对于爬虫技术的研究也相当活跃，许多开源的爬虫框架和库如Scrapy、BeautifulSoup等在国内得到了广泛的应用。

在xx城市天气预报爬虫数据可视化分析方面，国内的研究主要集中在如何利用爬虫技术获取天气数据，然后通过数据可视化技术展示这些数据。例如，一些研究可能涉及到如何优化爬虫策略以提高数据获取的效率，或者如何利用特定的数据可视化技术展示天气数据的特征和趋势。

国外研究现状：

在国外，对于Python爬虫技术、数据可视化和大屏展示的研究也相当活跃。与国内相似，国外的研究也主要集中在如何利用Python进行数据可视化，以及如何利用爬虫技术获取和处理数据。在天气预报数据方面，国外的研究可能更侧重于如何利用先进的机器学习技术对天气数据进行预测和分析。

此外，国外的一些大型科技公司和研究机构也在开发自己的天气预报系统和数据可视化工具。这些工具通常具有更高级的功能和更优秀的性能，可以为城市管理、交通规划、环境保护等应用场景提供更全面和准确的数据支持。

总的来说，无论是国内还是国外，对于Python爬虫技术、数据可视化和大屏展示的研究都处于一个快速发展的阶段。然而，对于xx城市天气预报爬虫数据可视化分析大屏全屏系统的设计和实现，目前的研究还相对较少。因此，本研究具有一定的创新性和实用性，可以为相关领域的研究提供一定的参考和借鉴。

3：研究思路与方法

3.1研究思路

通过图书馆借阅开发相关书籍或者网络上寻找相关课题视频，查询网络以及向导师寻求帮助等方法解决技术上的问题。

具体步骤为：

(1)对系统进行需求分析，明确管理员功能，前端开发功能，开发框架模式等；

(2)对系统进行概要设计，搭建开发换进，建立系统的架构图、功能模块图等；

(3)对系统管理后台，设计出所有功能模块；

(4)对用户前端，设计出所有功能模块；

(5)进行软件编码，实现系统各项功能；

(6)对系统进行各种测试；

(7)提交系统，撰写论文。

选定了项目开发模式、后台的开发框架，搭建好开发环境和安装好对应的开发工具；接下来就设计数据库，开发后台和接口，开发完整的项目后台和前端，完成最终的作品、测试、使用。

3.2研究方法

为了更好完善系统使用了以下研究方法：

（1）文献阅读法

通过各个文献查找网站、学校图书馆以及百度百科查询和借鉴课题相关的论文资料，然后将适合的资料保存到本地，开发的时候使用。

（2）比较法：通过对国内外有关课题系统的功能、相关技术、内容等方面进行比较分析，从而提出系统所存在的问题，并提出相应的解决措施

（3）模拟法

模拟法是先依照原型的主要特征，创设一个相似的模型，然后通过模型来间接研究原型的一种形容方法。我们通过将本地电脑模拟为服务器进行本地操作，达到开发的最终效果。

3.3可行性

1.技术可行性

以Windows7或10为操作系统，基于python3.8版本，采用PyCharm软件为开发工具，运用mysql进行数据库存储；后台管理系统硬件环境是PC机，用户使用任何能上网的电脑设置，使用浏览器即可访问新闻管理系统。

2.经济可行性

一方面，只要有能上网的电脑，系统的管理员在任何地方任何时候都可以管理，工作效率进一步提高从而节省人力、物力，只要会打字即可，不需要很高的学历；另一方面，系统的制作成本低，在现有的PC机上即可使用PyCharm开发者工具进行开发。

3.操作可行性

从管理来说，只要有一台普通的电脑就可以进行网站信息的设置、录入、修改，操作非常方便而且可行度很高。

 4.数据来源可行性

来源知名房产网站数据，数据已经很普及了，使用也很广，有代表性

4：系统初步设计方案

4.1主要设计技术

开发环境：python3.8+

开发语言：Python

开发框架：Django框架

数据采集：requests + parsel + Xpath

可视化模块：Echarts

开发工具：Pycharm

数据库：mysql8

数据库管理工具：navicat

其他开发语言：html + css +javascript

4.2研究内容

我们这里以我们打算实现的系统内容，分析如下，数据来源互联网

大屏全屏可视化展示：

1. 天气基础数据：当前当年多少条天气数据，最近7天天气，最近15天天气
2. 当前城市当天天气：当前温度、当天最高温度、当天最低温度、当天风向、当天紫外线强度、当天空气质量、明天天气
3. 当天空气湿度和PM值：以仪表盘的形式展现
4. 最近15天天气，列表滚动显示
5. 当年最高天气：显示当年最高的6天天气、日期、温度，以横向柱形图展示
6. 最近7天天气：显示最高和最低两条曲线图，以及文字展示
7. 最近8-15天天气：显示最高和最低两条曲线图，以及文字展示
8. 年度温度分析：按5度以下", "6到15度", "16到30度", "31-38度", "39度以上"，以饼状图展示统计的信息、数量、占比
9. 年度空气质量分析：按轻度、良、优、无、重度这几个参考，以饼状图展示统计的信息、数量、占比

后台内容：

1. 管理员登录、密码修改、退出系统
2. 展示所有历史数据：日期、天气、温度、风力、空气质量等
3. 15天天气数据：最近15天天气，包含日期、天气、温度、风向、风力等
4. 空气质量统计：左侧柱形图，右侧饼状占比图
5. 温度统计：左侧曲线图图，右侧饼状占比图

5：进度安排

2023.09.10—2023.10.15  查看大量的文献，收集课题有关资料，确定论文选题；

2023.10.16—2023.10.30  在老师的指导下，填写毕业论文任务书；

2023.10.31—2023.11.15  大量收集论文资料，理清论文思路，对论文思路进行完善。

2023.11.16—2023.12.22  完成开题报告答辩；

2023.12.23—2023.12.27  根据指导老师提出的建议再进行修改，完善系统功能设计

2023.12.28—2024.04.10  在查阅大量文献之后，运用多种研究方案，完成系统开发并基本完成论文初稿。

2024.04.01—2024.04.15  将初稿完善交由导师审阅，提出修改建议。

2024.04.16—2024.05.14  在导师指导下，对论文进行反复修改形成终稿，装订成册上交学院，同时为毕业论文答辩做准备工作

2024.05.15  进行毕业论文答辩

6：论文（设计）写作提纲

摘要      

第1章 绪论 

       1.1 项目研究背景和意义

       1.2 论文研究目的

       1.3 系统主要功能

第2章 系统相关技术 

       2.1 开发概要

       2.2 开发技术

              2.2.1 Python介绍

              2.2.2 Django框架

       2.3 MYSQL 数据库

       2.4 其他网页技术

              2.5.1 什么是HTML

              2.5.2 什么是 CSS

              2.5.3 JavaScript    

       2.6 本章小结

第3章 系统分析 

       3.1 系统概要

       3.2 数据库和图形

              3.2.1 数据ER原型图  

              3.1.2 实体图 

              3.1.3 数据库表    

       3.3 前端需求分析

       3.4 后台需求分析

       3.5 本章小结

第4章 系统设计与实现     

       4.1 前端实现

       4.2 后台实现

       4.3 本章小结

第5章 总结与展望     

       5.1 总结

       5.2 展望

参考文献      

致谢      

7：参考文献

[1]麻清应，马权. Web前端框架开发技术[M].重庆大学电子音像出版社，2020. 08.

[2]李云.基于网站制作的Web前端开发技术与优化[J].电子技术与软件工程,2021(22): 50-52.

[3]黑马程序员.HTMLHSS+JavaScript网页制作案例教程(第2版)[M].北京:人民邮电出版社，2021.

[4]王千林.基于B/S架构固定资产管理系统设计与实现[J].电脑知识与技术.2020(07)

[5]代飞，艾迪. Web前端开发项目案例教程[M],北京理工大学出版社，2020. 08.

[6]郑智方. MySQL的重要性以及步入云的应用实例[J].计算机产品与流通，2020(01):151.

[7]陈漫红.数据库原理与应用教程SQL Server 2012[M],北京理工大学出版社，2021. 01.

[8]李曼. MySQL数据库系统中文乱码问题及解决方案[J].电子技术与软件程,2021(12):176-177.

[9]王征，李晓波 著. Python从入门到精通[M], 中国铁道出版社，2020-01-01

[10]胡阳. Django企业开发实战[M], 人民邮电出版社，2021. 06.

[11]李宁，python从菜鸟到高手[M]. 北京：清华大学出版社，2018. 219~315

[12]关东升，看漫画学python[M]. 北京：电子工业出版社，2020. 36~78

[13]王英英，MySQ 8 快速入门[M]. 北京：清华大学出版社，2020. 200~256

[14]慕课教育研发中心，HTML+CSS3+JavaScript从入门到项目实践[M]. 北京：清华大学出版社，2019. 11~40

[15]黄永祥，精通Django 3 web开发[M]. 北京：清华大学出版社，2020. 50~148

[16]胡阳，Django 企业开发实战[M]. 北京：人民邮电出版社，2019. 108~210

指导教师意见：

意见从以下几个方面展开：

1. 选题的研究价值。2、选题依据与写作提纲是否符合要求。

3、对研究思路、方法的评价。4、是否同意开题。（指导意见打印，签名指导教师务必手写）

指导教师签名：

年    月     日