本书聚焦开源地理信息系统（GIS）技术与Python编程在气象数据处理及分析领域的深度应用，致力于为读者构建一套完整的GIS气象开源开发技术体系。全书系统阐释了如何将Python语言与开源GIS工具深度融合，高效完成气象数据的读取、分析及可视化全流程操作，内容涵盖Python编程基础、空间数据分析核心方法、专业地图制图等关键技术模块。通过实用技能讲解与典型案例演练相结合的方式，帮助读者快速入门，全面掌握运用Python与开源GIS工具开展气象数据处理及分析的核心能力。

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指导学生获国家级大创项目1项，指导学生获国家级创新创业比赛或学科竞赛三等奖以上7项。国家级一流课程“GIS气象应用”教学团队主要成员。主持国家自然基金青年基金项目与校人才启动项目各1项，参与国家重点研发计划专题1项，参与国家自然基金科研项目2项，主持横向课题5项。获省部级奖项1项（排名第2），市厅级奖项1项（排名第2）。

目录
第1章 绪论 1
1.1 国内外GIS开发平台发展现状 1
1.1.1 ArcGIS Engine 1
1.1.2 PIE-Engine 2
1.1.3 Super Map GIS2
1.1.4 GIS开源包 3
1.2 GIS气象应用 6
1.2.1 气象数据可视化与分析 6
1.2.2 气象数据和事件管理 6
1.2.3 气象灾害风险评估 6
1.2.4 作物种植适宜性区划研究 7
1.2.5 城市气候环境评估 7
1.3 小结 7
练习题 7
第2章 Python语言基础 8
2.1 Python入门 8
2.1.1 Python安装 8
2.1.2 环境管理 10
2.1.3 Python 包管理 12
2.1.4 交互式环境运行 14
2.1.5 集成开发环境运行 14
2.2 Python语法基础 14
2.2.1 Python的基础语法与数据类型 14
2.2.2 控制语句 28
2.2.3 函数与类 31
2.2.4 正则表达式 35
2.2.5 调试与异常处理 38
2.3 面向对象方法 40
2.3.1 面向对象基础理论 40
2.3.2 封装、继承与多态 40
2.4 小结 43
练习题 44
第3章 GIS气象数据读取与可视化开发 45
3.1 矢量数据与栅格数据 45
3.1.1 矢量数据介绍 45
3.1.2 栅格数据 47
3.1.3 矢量数据结构与栅格数据结构比较 48
3.2 气象数据读取 48
3.2.1 台站数据读写 49
3.2.2 NC数据读写 52
3.2.3 HDF5数据读写 59
3.3 矢量数据读取与处理 61
3.3.1 矢量文件读取 62
3.3.2 属性查询 63
3.4 栅格数据读取与处理 67
3.4.1 栅格数据读取 68
3.4.2 栅格数据信息查询 69
3.4.3 栅格数据裁剪（掩模） 71
3.4.4 栅格数据生成 71
3.5 数据可视化 74
3.5.1 矢量数据渲染 74
3.5.2 栅格数据渲染 86
3.6 小结 89
练习题 89
第4章 GIS气象数据处理与开发 91
4.1 矢量数据处理 91
4.1.1 面矢量数据筛选 91
4.1.2 面矢量数据关联 94
4.1.3 面矢量数据裁剪 96
4.2 栅格数据处理 99
4.2.1 DEM数据简介 99
4.2.2 坡度提取 101
4.2.3 坡向提取 103
4.2.4 起伏度计算 106
4.2.5 DEM数据叠加运算 110
4.3 地理坐标转换与投影坐标转换 113
4.3.1 地理坐标的转换 114
4.3.2 投影坐标的转换 115
4.4 常用GIS气象数据处理方法 116
4.4.1 面矢量数据转点矢量数据 117
4.4.2 栅格数据转点矢量数据 121
4.4.3 点矢量数据转面矢量数据 124
4.4.4 点矢量数据转栅格数据 128
4.4.5 栅格数据计算 132
4.4.6 DEM数据提取经纬度 133
4.5 小结 138
练习题 138
第5章 GIS气象数据空间分析开发 140
5.1 空间叠加分析 140
5.1.1 交集运算 141
5.1.2 并集运算 145
5.1.3 擦除运算 147
5.2 空间插值 150
5.2.1 克里金插值法 150
5.2.2 反距离权重插值法 153
5.2.3 样条函数插值法 156
5.3 空间查询 159
5.3.1 距离查询 159
5.3.2 图形查询 162
5.4 缓冲区分析 165
5.4.1 基于矢量的缓冲区分析 166
5.4.2 基于栅格的缓冲区分析 169
5.5 小结 172
练习题 172
第6章 GIS气象数据制图开发 173
6.1 添加地图要素 173
6.1.1 添加图例 173
6.1.2 添加指北针 178
6.1.3 添加比例尺 183
6.1.4 添加地理要素 190
6.2 地图输出 195
6.2.1 地图保存 195
6.2.2 地图打印 196
6.3 小结 197
练习题 197
第7章 GIS气象开发案例 198
7.1 基于地形和气候要素的作物种植适宜性分析模型构建 198
7.1.1 案例简介 198
7.1.2 理论知识 198
7.1.3 案例使用数据 200
7.1.4 基于GIS的作物种植适宜性分析过程 201
7.2 湖北气象灾害风险评估模型构建 216
7.2.1 案例简介 216
7.2.2 理论知识 217
7.2.3 案例使用数据 217
7.2.4 案例相关功能实现 217
7.3 浙江省水平面天文辐射网格模拟 261
7.3.1 案例简介 261
7.3.2 理论知识 262
7.3.3 案例使用数据 262
7.3.4 案例相关功能实现 263
7.4 小结 273
主要参考文献 275