全国主要流域重点断面水质自动监测周报主要包含分类、序号、采集数据日期、点位名称、周期、PH、DO、CODMn、NH3-N、本周水质、上周水质、主要污染指标,发布时间。
周报数据源:
中国环境监测总站(此链接数据较全,包含2006年-2018年的水质自动监测周报数据) http://webinterface.cnemc.cn/csszzb2093030.jhtml
中国环境监测总站(目前找到的唯一可用数据源,包含2007年-2018年的水质自动监测周报数据) http://www.cnemc.cn/sssj/szzdjczb/index.shtml
上述数据源中数据为PDF,在ELT入库过程中,数据抽取模块需要将PDF这样的非结构化数据抽取并转换成excel/csv,以方面后续处理。
PDF周报数据的抽取难点在于PDF中表格只是打印助记符,而不像HTML这样的包含起始标签,行列等,处理起来较为麻烦。
测试了几款python库将PDF转为excel, 均有各种问题,比如pdf2docx,camelot,tabula,最后发现pdfplumber处理效果较好,可以较完整地处理合并的单元格,翻页,复杂表头等情况,附上主要处理代码:
#-#! /usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
frompymysql_lib importUsingMysql
importos,shutil,re,time,datetime
fromos.path importexists
importpdfplumber
defcheck_it():
with UsingMysql(log_time=True) as um:
#um.exec("truncate table mda_aqi_air_hourly_fact_tmp")
forroot, dirs, files inos.walk(os.getcwd()+"\\incoming"): #
forfileinfiles:
iffile.endswith(".pdf") andnotexists("processed\\"+file):# and file == "2008年第28期.pdf":
bValid =0
print('\nProcessing: '+file)
pdf =pdfplumber.open("incoming\\"+file)
data =[]
bHeaderFound =0
forindex inrange(len(pdf.pages)):
ifindex ==0:
summary =pdf.pages[0].extract_text()
#print(summary)
page =pdf.pages[index]
#print(page.extract_tables())
fortable inpage.extract_tables():
forrow intable:
if((row[0] =='序\n号'orrow[0] =='序号') andbHeaderFound ==1) orrow[0] ==Noneor(notrow[0].isdigit() andindex !=1andindex !=0):
continue
ifrow[0] =='序号'orrow[0] =='序\n号':
bHeaderFound =1
data.append(row)
#print(row)
lastCol1 =""
lastCol2 =""
bDataValid =1
bWithoutRiver =0
iflen(data[0]) ==11anddata[0][2] =="点位名称":
bWithoutRiver =1
data[0].insert(2, "河流名称")
forrowId inrange(len(data)):
iflen(data[rowId]) ==11andbWithoutRiver ==1:
data[rowId].insert(2, "")
iflen(data[rowId]) !=12:
bDataValid =0
print(data[rowId])
break
ifdata[rowId][1] !=None:
data[rowId][1] =data[rowId][1].replace('\n','')
ifdata[rowId][1] !=Noneandlen(data[rowId][1]) !=0:
lastCol1 =data[rowId][1]
ifdata[rowId][2] !=Noneandlen(data[rowId][2]) !=0:
lastCol2 =data[rowId][2]
ifdata[rowId][1] ==Noneorlen(data[rowId][1]) ==0:
data[rowId][1] =lastCol1
ifdata[rowId][2] ==Noneorlen(data[rowId][2]) ==0:
data[rowId][2] =lastCol2
ford indata[rowId]:
ifd ==NoneandrowId !=0:
bDataValid =0
print(data[rowId])
break
ifbDataValid ==0:
break
pdf.close()
#'序\n号', '水系', '河流名称', '点位名称', '断面情况', '评价因子(单位:mg/L)', None, None, None, '水质类别', None, '主要污染指标'
ifbDataValid ==1andlen(data) > 0andlen(data[0]) ==12and(data[0][0] =="序\n号"ordata[0][0] =="序号") \
and(data[0][1] =="水系"ordata[0][1] =="流域") anddata[0][2] =="河流名称"and(data[0][3] =="点位名称"ordata[0][3] =="断面(点位)名称") and(data[0][4] =="断面情况"ordata[0][4] =="断面(点位)情况") \
and(data[0][5] =="评价因子(单位:mg/L)"ordata[0][5] =="评价因子(单位:\nmg/L)") anddata[0][6] ==Noneanddata[0][7] ==None\
anddata[0][8] ==Noneand(data[0][9] =="水质类别"ordata[0][9] =="水质别") anddata[0][10] ==None\
anddata[0][11] =="主要污染指标":
ifloadData(summary, data, file, um) ==1:
bValid =1
else:
print("unexpceted: "+file+", "+str(len(data))+", "+str(bDataValid))
iflen(data) > 0:
print(data[0])
ifbValid ==1:
shutil.move("incoming\\"+file, "processed\\"+file)
print('Processed: '+file)
if__name__ =='__main__':
check_it()
处理PDF周报的过程中主要遇到两个问题,
一是pdfplumber也没能处理翻页时表格不完整的问题,比如下图中第二页最后一行和第三页第一行的情况。
二是周报数据虽然是程序生成的,但还是还是有各种数据的轻微差异,如生成时间属于某年第X周等,还有表头可能不相同,需要校验数据。
那这现两个问题是怎么处理的呢?目前没有发现方便的方法使用程序处理,只能手动进行修复!
针对问题一,使用PDF编辑软件,如wps等,将线条补齐,对,就是在PDF编辑软件里画一条线补齐表格,正如前文说的PDF里的表格仅是打印符,补上一条线后pdfplumber就能正确识别,pdfplumber真是强大!
针对问题二,只能在读取数据后在程序里多校验几遍,要求表头正确,取出来的各数据通过正则进行校验,数据清洗貌似也只能这样简单粗暴地处理
OK,这两个问题解决后,基本能处理80%的数据了,剩下的20%是各种数据奇葩问题,慢慢一条一条处理就好了
最后再感慨一下python写小工具是真方便,各种类库非常多,用来做数据仓库过程中多源数据清洗抽取融合非常方便。同时,在AI处理方面比如语音,图片等开源实现非常多,用来实现各类工具事半功倍。
月萌API采集部分使用c++,因为最熟悉c++,写不需要很多上下游生态的后台程序很方便,什么都能实现,资源消耗能控制得很小。
月萌API的API网关部分使用由Nitfix开源而来的Spring Cloud微服务网关,使用Spring Cloud的第一感觉就是一个语言的生态太重要了,几行自定义代码就能实现很复杂的功能,比如鉴权、流量控制、灰度、负载均衡等等。
另外,使用PHP实现了月萌API的主站(基于ThinkPHP),可用性监控站及采集部分的控制UI实现(C++写UI太麻烦了,MFC代码写起来会比php多几倍),也使用PHP实现了一些在线的小工具,PHP写网页太方便了。
还有.Net写了一些小工具,有了Nuget后生态也很不错,很多库可以使用
好像跑题了,不过上面主要说的就是工欲善其事,必先利其器,选择合适的工具去做对应的事,他山之石,可以攻玉!
另外附上实时水质监控数据源:
国家水质自动水质实时数据: http://106.37.208.243:8068/GJZ/Business/Publish/Main.html
抓取此实时数据可以参考:国家地表水水质自动监测实时数据发布系统——动态网页爬虫 https://blog.csdn.net/qq_20161013/article/details/100174191
当然也可以直接使用本站接口获取实时和历史数据,此类数据采集较为容易,主要难点在于需要长时间周期性地获取并保存数据
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