前段时间找QGIS相关资料，无意中发现QGIS开发团队成员、Temporal Controller插件的作者Nyall Dawson发布了一期直播视频，以地震数据为例，演示了QGIS 3.14 时间控制和地图动画，看完后深受启发，于是产生了整理出来的想法。

先看一下最终的动画效果：

达到上图效果需要比较复杂的操作过程，我将其拆解为三个章节：数据准备篇、动画设置篇、进度条设置篇，通过详细的步骤，再现Nyall Dawson直播中的地震数据动画效果。本文为系列文章第一篇，即数据准备篇。

01 获取示范数据

示范数据采用美国国家海洋和大气局（NOAA）提供的地震数据，下载地址为：

http://www.ngdc.noaa.gov/nndc/struts/results?type_0=Exact&query_0=$ID&t=101650&s=13&d=189&dfn=signif.txt

02 打开底图，导入数据

打开OpenStreetMap 底图

从【浏览】面板中，展开【XYZ Tiles】节点，双击【OpenStreetMap】，将OpenStreetMap基础底图添加到地图窗口中。

导入地震数据

1、点击【图层管理】工具栏的【添加文本数据图层】按钮，打开【数据源管理器】对话框。

2、点击【文件名称】右侧【…】按钮，浏览到地震数据TXT文本文件，将其填入文本框。

3、【图层名称】可以设置为任意字符，此处填写“signif”作为图层名，该名称将会显示在【图层】面板中。

4、【文件格式】选择“自定义分隔符”，勾选右侧的“制表符”。

5、在【几何图形定义】中，【横坐标字段】选择"LONGITUDE" ，【纵坐标字段】选择 “LATITUDE” 。

6、最后，点击下方的【添加】按钮，将数据添加到地图窗口中。

QGIS将为新添加的图层随机选择渲染颜色，如果对默认颜色不满意，可以点击【图层】面板上方的【打开图层样式面板】按钮，在【图层样式】面板中设置自己喜欢的颜色。

03 数据抽取

观察地震数据的属性表

在【图层】面板，右键点击“signif”图层，从弹出菜单中选择【打开属性表】。

可以看到，图层共包含6207个地震事件点，“YEAR”、“MONTH”、“DAY”、“HOUR”，“MINUTE”，“SECOND”六个字段组成地震的时间属性。由于时间跨度较大、要素较多，可以选择感兴趣的时间段作为研究区间。本文将使用2018年1月1日至今的地震点作为演示数据。

提取数据子集

点击属性表窗口上方工具栏的【使用表达式选择要素】按钮，调出【表达式字符串构建器】对话框。

在表达式代码编辑区中输入下面表达式：

if ( to_int("year") >= 2018,1,0 )

该表达式用if条件语句判断“year”字段是否大于2018，如果是则返回1，否则返回0。"to_int"为转换函数，用于将字符串类型的“year”字段转换为数值类型，便于比较大小。

点击右下角的【选择要素】按钮，地图窗口上方弹出气泡显示选中了151个要素，并用黄色点高亮在地图画布中。

导出选择集

接下来导出选中的要素为单独的图层。关闭表达式构造器对话框，在【图层】面板中右键点击“signif”图层，弹出菜单依次选择【导出】->【另存选中的要素为…】，打开【矢量图层另存为…】对话框。

保存格式可以选择Shapefile、SpatiaLite、Geojson、GML、MIF、GeoPackage等，本文选择GeoPackage格式保存。点击【文件名称】右侧的【…】按钮，打开【保存图层为】对话框，设置文件名为“quake2020”，点击【保存】按钮，关闭对话框。

返回【矢量图层另存为…】对话框，其他保持默认选项，确保勾选下方的【将已保存的文件添加到地图中】，点击【OK】，完成选择集导出。

可以看到导出图层“quake2020”添加到了地图窗口中。取消勾选“signif”图层，地图窗口中保留OpenStreetMap底图和“quake2020”图层。

04 时间数据转换

QGIS 3.14使用内置的Temporal Controller插件替代了TimeManager实现时间序列动画，由于动画实现的方式不同，目前Temporal Controller的时间字段仅支持日期/时间日期型（Date/DateTime)，而地震数据中的时间属性是由“YEAR”、“MONTH”、“DAY”、“HOUR”，“MINUTE”，“SECOND”六个字符串型字段组成，因此需要将这六个字段合成并转换为Date或者DateTime类型。

（关于Temporal Controller对时间属性的支持，请参考：https://qgis.org/en/site/forusers/visualchangelog314/#feature-cumulative-temporal-range-setting-in-temporal-controller 。）

处理异常数据

在【图层】面板右键点击“quake2020”图层，从弹出菜单选择【打开属性表】，打开该图层的属性表窗口。

为了检查是否存在异常数据，依次单击“YEAR”、“MONTH”、“DAY”、“HOUR”，“MINUTE”，“SECOND”列名，对其进行升序排列。很明显看到，“HOUR”、“MINUTE”和“SECOND”字段存在空值（NULL），“SECOND”字段存在空格，这些都是异常数据。由表达式相关知识得知，异常数据参与表达式运算有可能导致表达式出错。

在本文中，如果地震发生的小时、分钟和秒未知（NULL值），时间精确到天是可以接受的，因此可以将“HOUR”、“MINUTE”和“SECOND”的异常数据提前处理为0，即对于未知“HOUR”、“MINUTE”和“SECOND”的地震事件，默认发生在当天的00:00:00。

点击属性表窗口工具栏上的【打开字段计算器】按钮，弹出【Field Calculator】对话框。

勾选【更新现有的字段】，在下拉框中选择字段“HOUR”，表达式代码编辑区输入如下表达式：

if (NOT  "HOUR" IS NULL , "HOUR" ,0)

该表达式用if条件语句判断“HOUR”字段是否为NULL，如果“HOUR”为NULL，则“HOUR”赋值0，否则，仍然保留原值。

注意，在对图层做任何更新操作前，应将图层设为可编辑状态，否则表达式构造器下方将出现提示信息：您正在编辑该图层中的信息，但是该图层目前处于非编辑模式。

单击【OK】按钮，关闭【Field Calculator】对话框。可以看到，属性表窗口工具栏的【切换编辑模式】处于选择状态，表示自动打开了当前图层可编辑。再次单击“HOUR”字段名，确保NULL已经更新为0。

重复上一步骤，将更新的字段改为“MINUTE”，处理“MINUTE”字段中NULL情况。

if (NOT  "MINUTE" IS NULL , "MINUTE" ,0)

“SECOND”字段存在空格的异常数据，因此表达式中除了需要判断是否为NULL之外，增加了判断字符串是否由空格组成。具体的实现逻辑是：先用trim函数将“SECOND”字段取值的前后空格去掉，再用length函数判断去掉空格后字符串的长度，如果长度为0，说明当前要素的“SECOND”字段全部由空格组成，将该取值更新‘0’，否则保留原“SECOND”值。

if( "SECOND" is NULL  OR  length(  trim("SECOND" ))=0,0,"SECOND")

生成时间字段

再次检查属性数据表，确保相关字段无异常数据后，点击工具栏的【打开字段计算器】按钮，构建表达式生成时间字段。

在【Field Calculator】对话框中，勾选【新建字段】，【输出字段名称】填写“time”，【输出字段类型】选择“日期和时间”，在表达式代码编辑区输入：

make_datetime(  "YEAR" , "MONTH" , "DAY" , "HOUR" , "MINUTE" , "SECOND" )

上述表达式用make_datetime函数，将“YEAR”、“MONTH”、“DAY”、“HOUR”，“MINUTE”，“SECOND”六个字段合并为时间字段。点击【OK】按钮，返回属性表窗口。

可以看到，属性表中增加了名为“time”的日期和时间类型字段，且时间与“YEAR”、“MONTH”、“DAY”、“HOUR”，“MINUTE”，“SECOND”对应。

至此，地震数据的准备工作完毕，下一篇将讲解地震数据的动画设置。

吴建玲

2020年8月25日

本文欢迎转载，转载时请注明出处。

本文参考了Nyall Dawson的视频整理而成。Nyall Dawson是QGIS开发团队成员，有10年的QGIS开发经验，他的直播条理清楚、思路新颖，感兴趣的朋友可以去观看相关视频，地址为： https://www.youtube.com/watch?v=vgDg5cRwPRw。

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