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利用Worldclim和ArcMap根据地理位置获取气候信息

最编程 2024-08-09 08:34:05
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工具准备

ArcGIS Desktop下载安装

软件的下载和安装自行解决,可参考文末提供的参考资料。

Worldclim数据下载

可以从Worldclim官方网站上查找到历史气候数据(2.1版本,2020年1月发行,记录了1970-2000期间的数据)、月度气候数据(1960-2018,分辨率最大只有2.5分)、未来气候数据(2021-2100,每20年一组)。
历史气候数据页面如下,一般常用分辨率30s(即约1 km2的栅格表示一个数据点)的Bioclimatic数据(约10G),下载后解压会得到19个以tif结尾的文件,每个文件表示不同的BIO因子。

Worldclim数据下载页面

样品信息文件准备

样品信息文件只需要样品名称、经度(longitude)、纬度(latidute)这三个,这里使用随机生成的经纬度数据作为示范,文件格式需要在excel中选择另存为Excel 97-2003工作簿类型。

示例数据

set.seed(20220610)
lat <- runif(20, 22, 43.3)
long <- runif(20, 100.35, 126)
sample <- data.frame(lat, long)
write.csv(sample, file = "demo_location.csv")

气候因子获取

第一步:气候因子图层文件的导入

打开ArcMap,导入Worldclim数据。如图,以wc2.1_30s_bio_1.tif为例,导入后如有弹窗点击yes即可。

地理因子数据导入

地理因子数据导入后界面

第二步:导入采样点信息

样品信息文件

此时,样品点并不会在地图上显示,需要选中左边工具框中的数据后右键,选中Display XY Data,连续点击OK即可。
调出样品点

含采样点图层

第三步:生成新图层

按照图片指导操作导出带图层和样品信息的数据,右键Events,选择Data,再选中Export Data,弹出窗口按图示选择后,点击OK(再弹出点击Yes)。

导出带图层和样品信息的数据

弹出窗口

第四步:导出含有地理因子数据的样品信息

GeoprocessingArcToolbox调出ArcToolbox面板,然后选择Spatial Analyst ToolsExtractionSample进行采样。弹出窗口中①选择带有地理因子的图层文件wc2.1_30s_bio_1.tif,②为第三步中导出的数据,③为最终导出数据的地址和名称(文件一定要以.dbf结尾),然后点击OK即可,完成后右下角会弹出一个蓝色的窗口。

重采样并获得含有地理因子数据的样品信息

弹出窗口选择

将得到的.dbf文件拖入到excel或者WPS即可打开,数据如图(这里随机生成的几个数据有4个为海洋地区,数据缺乏,因此显示为-9999.正常数据不会有这个问题)。
根据经纬度获取的年均温数据

附:19个BIO文件对应的含义

BIO1 = Annual Mean Temperature 年平均气温(℃)
BIO2 = Mean Diurnal Range (Mean of monthly (max temp - min temp)) 平均气温日较差(℃)
BIO3 = Isothermality (BIO2/BIO7) (×100) 等温性
BIO4 = Temperature Seasonality (standard deviation ×100) 气温季节性变动系数
BIO5 = Max Temperature of Warmest Month 最热月份最高温度(℃)
BIO6 = Min Temperature of Coldest Month 最冷月份最低温度(℃)
BIO7 = Temperature Annual Range (BIO5-BIO6) 气温年较差(℃)
BIO8 = Mean Temperature of Wettest Quarter 最湿季度平均温度(℃)
BIO9 = Mean Temperature of Driest Quarter 最干季度平均温度(℃)
BIO10 = Mean Temperature of Warmest Quarter 最暖季度平均温度(℃)
BIO11 = Mean Temperature of Coldest Quarter 最冷季度平均温度(℃)
BIO12 = Annual Precipitation 年降水量(mm)
BIO13 = Precipitation of Wettest Month 最湿月份降水量(mm)
BIO14 = Precipitation of Driest Month 最干月份降水量(mm)
BIO15 = Precipitation Seasonality (Coefficient of Variation) 降水量季节性变化(mm)
BIO16 = Precipitation of Wettest Quarter 最干季度降水量(mm)
BIO17 = Precipitation of Driest Quarter 最湿季度降水量(mm)
BIO18 = Precipitation of Warmest Quarter 最暖季度降水量(mm)
BIO19 = Precipitation of Coldest Quarter最冷季度降水量(mm)

参考资料

Historical climate data
Worldclim——19个气候因子介绍 - 简书
【论文:用经纬度在Arcmap提取19个气候数据】超详细过程
ArcGIS Desktop 10.5 安装教程(win10环境下)

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