基于Python 机器学习算法全国气象数据采集可视化分析预测系统（完整系统源码+数据库+详细文档+万字论文+详细部署教程）

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一、项目简介

在信息科技蓬勃发展的当代，我们推出了一款基于Python机器学习算法全国气象数据采集可视化分析预测系统。随着气候变化越发引起全球关注，精准的气象数据和可视化展示变得愈发重要。该系统采用先进的技术和创新的功能，满足用户对实时气象信息和历史天气数据的需求，助力公众、企业和政府做出更明智的决策。
在技术层面，我们充分利用Python网络爬虫技术，从中国天气网等权威数据源获取全国实时天气数据历史天气数据，确保数据的及时性和准确性。通过数据清洗和MySQL数据库存储，我们保证了数据的一致性和可靠性。同时，前端技术如HTML、CSS、JavaScript和前端框架Layui构建了简洁友好的用户交互界面，用户能轻松地获取和分析数据。而后端使用Flask搭建了强大的数据接口，通过PyMySQL库实现数据与数据库的交互。在数据预测方面，我们运用scikit-learn、pandas和numpy等机器学习库，构建了多元线性回归算法模型，为用户提供准确的气象分析预测结果。
系统功能丰富多样，包括全国实时天气数据获取，全国综合天气数据和全国各城市天气数据的Echarts可视化展示，以及气象数据的多元线性回归预测功能。此外，我们提供用户登录与注册功能，确保用户数据的安全和隐私。数据管理功能也为用户提供了个性化的数据展示和公告查看。通过多维度的数据管理，用户能够深入了解全国气象数据，做出更精准的决策。
展望未来，这样一个全国基于Python机器学习算法全国气象数据采集可视化分析预测系统象数据采集、预测和可视化系统具有广阔的发展前景。在气候变化日益严峻的背景下，我们将不断优化和完善系统，引入更多先进的机器学习算法和数据分析方法，提高气象预测的准确性和时效性。同时，将逐步扩展到更多城市和地区，形成覆盖全国乃至全球的气象数据服务体系，助力社会各界应对气候变化带来的挑战。这将为公众、企业和政府提供更全面、更实用的天气信息，推动智慧城市和可持续发展迈出坚实的一步。

二、项目技术

Python：作为开发语言，用于编写后端逻辑和数据处理。
Flask：Python的Web框架，用于搭建后端数据接口和处理HTTP请求。
PyMySQL：用于Python与MySQL数据库的交互，实现数据的存储和读取。
网络爬虫技术：用于从中国天气网等数据源获取全国实时天气数据历史天气数据。
数据清洗：用于对爬取的原始数据进行预处理，确保数据的准确性和一致性。
Echarts：JavaScript的数据可视化库，用于将数据转化为图表形式展示给用户。
LAYUI：轻量级前端UI框架，用于构建用户友好的交互界面。
JavaScript：用于实现前端交互和处理用户输入。
HTML和CSS：用于构建前端界面和样式设计。
scikit-learn、pandas和numpy：Python的数据处理和机器学习库，用于数据预测和分析。
AJAX：用于实现前后端数据交互，异步请求后端数据接口。
MySQL：数据库管理系统，用于持久化数据。
以上技术共同协作，使得系统能够实现数据采集、预测、可视化和用户交互等丰富功能，并为用户提供准确、实用的气象信息。

三、功能实现

机器学习预测核心代码

# 预测数据(cityname, record_date, high, low, weather, wd, ws)
def predict(cityname, record_date, high, low, weather, wd, ws):
    city = cityname
    cityname, record_date, high, low, weather, wd, ws = deal_data.transformer_item(cityname, record_date, high, low,
                                                                                   weather, wd, ws)
    next_input = [float(cityname), float(record_date), float(high), float(low), float(weather), float(wd), float(ws)]
    result = []
    for i in range(1, 11):
        record_date, record_str = deal_data.getNextDay(i)
        pred_y = model.predict([next_input])[0]
        next_input = [float(cityname), float(record_date)]
        next_input.extend(pred_y)
        result.append(
            deal_data.de_transformer_item(city, record_str, pred_y[0], pred_y[1], pred_y[2], pred_y[3], pred_y[4]))
    return result

创建数据库连接核心代码
    def connect(self):
        self.conn = pymysql.connect(
            host=DB_CONFIG["host"],
            port=DB_CONFIG["port"],
            user=DB_CONFIG["user"],
            passwd=DB_CONFIG["passwd"],
            db=DB_CONFIG["db"],
            charset=DB_CONFIG["charset"],
            cursorclass=pymysql.cursors.DictCursor
        )
        self.cursor = self.conn.cursor()

城市可视化数据接口
@app.route('/data/history/weather', methods=['post', 'get'])
def data_history_category():
    city = request.args.get('city')
    result_weather = data_service.weather_category_data(city)
    result_wd = data_service.wd_category_data(city)
    result_ws = data_service.ws_category_data(city)
    result_temp = data_service.temp_data(city)
    return {"weather_data": result_weather, "wd_data": result_wd, "ws_data": result_ws, "temp_data": result_temp}

城市数据构建业务代码

# 气象分类
def weather_category_data(city):
    sqlManager = SQLManager()
    key_sql = "select weather from historyweather where cityname ='" + city + "' group by weather"
    value_sql = "select count(id) as `value`,weather as `name` from historyweather where cityname ='" + city + "' group by weather"
    key_data = sqlManager.get_list(key_sql)
    value_data = sqlManager.get_list(value_sql)
    x_data = [k['weather'] for k in key_data]
    sqlManager.close()
    return {'x': x_data, 'y': value_data}


# 风向分类
def wd_category_data(city):
    sqlManager = SQLManager()
    key_sql = "select wd from historyweather where cityname ='" + city + "' group by wd"
    value_sql = "select count(id) as `value`,wd as `name` from historyweather where cityname ='" + city + "'  group by wd"
    key_data = sqlManager.get_list(key_sql)
    value_data = sqlManager.get_list(value_sql)
    x_data = [k['wd'] for k in key_data]
    sqlManager.close()
    return {'x': x_data, 'y': value_data}


# 风速分类
def ws_category_data(city):
    sqlManager = SQLManager()
    key_sql = "select ws from historyweather where cityname ='" + city + "'  group by ws"
    value_sql = "select count(id) as `value`,ws as `name` from historyweather where cityname ='" + city + "'  group by ws"
    key_data = sqlManager.get_list(key_sql)
    value_data = sqlManager.get_list(value_sql)
    x_data = [str(k['ws']) + '级' for k in key_data]
    y_data = [{'value': i['value'], 'name': str(i['name']) + '级'} for i in value_data]
    sqlManager.close()
    return {'x': x_data, 'y': y_data}

四、运行截图

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